Il Gruppo di Fisica Stellare è focalizzato principalmente sulle tematiche che riguardano i seguenti filoni di ricerca:

1) Struttura ed evoluzione di Subnane Calde e Nane Bianche.
La struttura interna di queste stelle viene studiata utilizzando i metodi dell’astrosismologia, confrontando le frequenze di pulsazione osservate con quelle teoriche che si ottengono dai modelli stellari.
Le frequenze osservate derivano dall’analisi di Fourier di lunghe serie di dati fotometrici (curve di luce), prodotti principalmente dai telescopi spaziali Kepler e TESS.
Per gli aspetti evolutivi ci si concentra sulla ricerca di compagni di piccola massa, includendo nane brune o pianeti, utilizzando sia i dati fotometrici di Kepler e TESS, sia le misure di velocità radiali, ottenute ad esempio con lo spettrografo Harps-N del Telescopio Nazionale Galileo. La presenza di un compagno è importante per spiegare la fortissima perdita di massa dei progenitori delle subnane calde, che ad oggi non ha altre spiegazioni plausibili.
Inoltre la ricerca di pianeti in orbita attorno a subnane calde o nane bianche è interessante per capire cosa succede ai sistemi planetari quando una stella sperimenta le fasi più critiche dell’evoluzione stellare: dall’espansione di gigante rossa fino all’espulsione dell’inviluppo nella fase di nebulosa planetaria. La figura in alto mostra la nebulosa planetaria “Occhio di Gatto” ripresa dal telescopio spaziale Hubble.

2) Nucleosintesi stellare e Fisica delle Supernovae
Su scala cosmica, la nucleosintesi è un termine coniato per indicare i processi attraverso i quali vengono sintetizzati i nuclei atomici. La nucleosintesi svolge un ruolo chiave nello studio di come la materia primordiale viene trasformata nelle abbondanze osservate negli oggetti astronomici che oggi osserviamo. Un esempio spettacolare è l’esplosione di una supernova. È quindi della massima importanza determinare con accuratezza le abbondanze elementali di diversi tipi di supernova.
Questa ricerca mira a chiarire la fisica delle supernove aumentando il potere predittivo dei modelli numerici attraverso accurati calcoli di nucleosintesi. La tecnologia informatica ora ci consente di eseguire simulazioni multidimensionali dell’evoluzione stellare, con microfisica complessa e idrodinamica stellare (vedi figura a lato). Usando particelle traccia che sono seguono il flusso della materia nel corso del calcolo euleriano, calcoliamo la nucleosintesi di circa 6000 isotopi fino ai nuclei più pesanti presenti in natura.
L’obiettivo finale di questa ricerca è una nuova suite di software per modellare l’evoluzione chemo-dinamica in tutto l’Universo chiarendo il ruolo degli eventi esplosivi, migliorando il ritorno su enormi investimenti in grandi / recenti telescopi (TMT) e missioni satellitari (Gaia, Swift, NuSTAR, APOGEE, RAVE, ESO), in apparecchiature come CHILI per estrarre la composizione isotopica dai meteoriti e fornire un ritorno cruciale alla fisica nucleare (ad es. FRANZ, FAIR, ATOMKI).

Personale

Ricercatori: R. Silvotti,  C. Travaglio

Campi di ricerca principali

Stelle di braccio orizzontale; giganti AGB e post-AGB; nane bianche; Fisica delle Supernovae; Nucleosintesi stellare; Evoluzione chimica della Galassia

Metodologie:

Analisi di dati fotometrici e spettroscopici; simulazioni multidimensionali di nucleosintesi ed evoluzione stellare

Contatti

Roberto Silvotti Email: roberto.silvotti at inaf.it