Esistono numerose evidenze sia sperimentali che teoriche riguardanti l'importanza della rotazione sulla struttura ed evoluzione delle stelle e in particolare di quelle massicce. Limitandoci ad alcuni aspetti più importanti, la rotazione grazie alla presenza delle forze centrifughe riduce l'effetto della forza gravitazionale, induce complicati processi di mescolamento delle abbondanze chimiche, e altera l'effetto della perdita di massa per vento stellare. In questa tesi, descrivo quanto fatto per introdurre la rotazione differenziale nelle equazioni di struttura delle stelle e nel codice numerico di Padova per il calcolo dei modelli stellari. La teoria permette di descrivere le stelle in presenza di rotazione mediante una legge di rotazione con velocità angolari costanti sulle superfici isobare (shellular rotation). In questo modo le equazioni di struttura in simmetria sferica radiale possono essere facilmente modificate per tener conto della rotazione differenziale e delle deformazioni strutturali indotte dalla rotazione stessa. In questo modo la descrizione di una stella può ancora essere fatta in formalismo unidimensionale (sola coordinata radiale). Grazie a questa drastica semplificazione del problema, la struttura formale e contenuto fisico del codice numerico sviluppato per modelli non rotanti puo essere utilizzata anche in presenza di rotazione. Il codice utilizzato è quello in uso a Padova, il quale è stato opportunamente modificato per includere la rotazione. In questa tesi descrivo in dettaglio la parte di codice esplicitamente scritta per trattare la rotazione e come questa si inserisca e si integri nella rimanente parte del codice di struttura stellare. Illustro i primi risultati ottenuti assieme alla prescripzione per perdita di massa da vento stellare adottata in presenza di rotazione. Discuto i modelli evolutivi per stelle massice con rotazione e confronto i rilutati ottenuti con quelli esistenti in letteratura sullo stesso argomento. Considerando le differenze esistenti fra modelli stellari simili calcolati da diversi autori, quanto ottenuto in presenza di rotazione è perfettamente compatibile con quanto già noto in letteratura. Per esempio, durante la fase di sequenza principale, la temperatura effettiva dei modelli rotanti è più fredda rispetto a quella del caso non rotante. Le stelle in rotazione essenzialmente mimicano il comportanto di stelle non rotanti e di massa inferiore. Nella tesi esploro gli effetti dell rotazione al variare della massa stellare, della composizione chimica e di diversi tassi di rotazione iniziale. Inoltre studio l'effetto dell'overshooting convettivo in presenza di rotazione. Finalmente, brevemente presento e illustro i possibili sviluppi futuri per quanto riguarda la metodologia numerica, l'inclusione di ulteriori processi fisici e il calcolo di dettagliate griglie di modelli evolutivi
Stellar evolution code with rotation
KRIVICIC, JASNA
2012
Abstract
Esistono numerose evidenze sia sperimentali che teoriche riguardanti l'importanza della rotazione sulla struttura ed evoluzione delle stelle e in particolare di quelle massicce. Limitandoci ad alcuni aspetti più importanti, la rotazione grazie alla presenza delle forze centrifughe riduce l'effetto della forza gravitazionale, induce complicati processi di mescolamento delle abbondanze chimiche, e altera l'effetto della perdita di massa per vento stellare. In questa tesi, descrivo quanto fatto per introdurre la rotazione differenziale nelle equazioni di struttura delle stelle e nel codice numerico di Padova per il calcolo dei modelli stellari. La teoria permette di descrivere le stelle in presenza di rotazione mediante una legge di rotazione con velocità angolari costanti sulle superfici isobare (shellular rotation). In questo modo le equazioni di struttura in simmetria sferica radiale possono essere facilmente modificate per tener conto della rotazione differenziale e delle deformazioni strutturali indotte dalla rotazione stessa. In questo modo la descrizione di una stella può ancora essere fatta in formalismo unidimensionale (sola coordinata radiale). Grazie a questa drastica semplificazione del problema, la struttura formale e contenuto fisico del codice numerico sviluppato per modelli non rotanti puo essere utilizzata anche in presenza di rotazione. Il codice utilizzato è quello in uso a Padova, il quale è stato opportunamente modificato per includere la rotazione. In questa tesi descrivo in dettaglio la parte di codice esplicitamente scritta per trattare la rotazione e come questa si inserisca e si integri nella rimanente parte del codice di struttura stellare. Illustro i primi risultati ottenuti assieme alla prescripzione per perdita di massa da vento stellare adottata in presenza di rotazione. Discuto i modelli evolutivi per stelle massice con rotazione e confronto i rilutati ottenuti con quelli esistenti in letteratura sullo stesso argomento. Considerando le differenze esistenti fra modelli stellari simili calcolati da diversi autori, quanto ottenuto in presenza di rotazione è perfettamente compatibile con quanto già noto in letteratura. Per esempio, durante la fase di sequenza principale, la temperatura effettiva dei modelli rotanti è più fredda rispetto a quella del caso non rotante. Le stelle in rotazione essenzialmente mimicano il comportanto di stelle non rotanti e di massa inferiore. Nella tesi esploro gli effetti dell rotazione al variare della massa stellare, della composizione chimica e di diversi tassi di rotazione iniziale. Inoltre studio l'effetto dell'overshooting convettivo in presenza di rotazione. Finalmente, brevemente presento e illustro i possibili sviluppi futuri per quanto riguarda la metodologia numerica, l'inclusione di ulteriori processi fisici e il calcolo di dettagliate griglie di modelli evolutiviFile | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14242/81268
URN:NBN:IT:UNIPD-81268