Diagrammi

Innanzitutto ho generato un diagramma MB− (B − V ), diagramma classico

per le osservazioni di ammasso, riportato in figura 8.6. Possiamo innanzi- tutto notare che in sequenza principale la piccola differenza in temperatura effettiva dovuta alle diverse abbondanze di elio si traduce in differenze di indice di colore molto piccole di 0.02 magnitudini, rendendo in pratica im- possibile la rivelazione strumentale di sequenze principali multiple. Anche la piccola variazione di et`a di 0.5 Gyr porta a effetti non rilevabili al turnoff, spostandolo solo di 0.01 magnitudini in indice di colore. Anche nel ramo delle giganti rosse le differenze tra le varie popolazioni rimangono molto piccole, con variazioni di indice di colore massime di 0.02 mag alla base della RGB. Possiamo concludere che, assumendo per le due generazioni le composizioni chimiche di Villanova & Geisler (2011), non dovrebbero venire rilevate tracce multiple nei diagrammi MB− (B − V ). Questo risultato `e in

accordo con tutte le osservazioni in queste bande che non hanno mai rilevato tracce multiple in M4.

Figura 8.6: Diagramma MB− (B − V ) per le varie misture considerate. Le

composizioni chimiche e la mixing length sono le stesse di figura 8.1

magnitudine di M4 `e quella trovata da Marino et al. (2008) (vedi paragrafo 5.2), con l’osservazione di un allargamento nel ramo delle giganti rosse nel diagramma MU − (U − B). L’analisi spettroscopica di stelle in RGB ha

poi mostrato che le stelle Na-poor si trovano in questo diagramma pi`u a sinistra delle stelle Na-rich, con una differenza media in indice di colore di ∆(U − B) = 0.17 ± 0.02 mag.

Ho riportato le isocrone di ammasso nel diagramma MU− (U − B) in

figura 8.7: gli effetti qualitativi delle anticorrelazioni in questo diagramma sono gli stessi illustrati nel capitolo 7. Quantitativamente la distanza tra le tracce nelle varie regioni del diagramma mostra valori simili a quelli cal- colati per le misture chiamate “riferimento” e “int0”, caratterizzate da una variazione nell’abbondanza di azoto di 0.66 dex, simile a quella rilevata nel- l’ammasso M4. Infatti, tra l’isocrona con la mistura N-poor e quella con la mistura N-rich e Y=0.29 si rivelano differenze massime in indice di colore di 0.03 mag in sequenza principale ed una differenza di colore al turnoff di 0.02 mag. Le differenze in fase di gigante rossa vanno da 0.04 mag alla base, a 0.05 mag al bump fino a un massimo di 0.06 mag a luminosit`a pi`u alte del bump. Si ottiene quindi che, anche per il colore (U − B), non dovrebbero poter essere rivelate tracce multiple in sequenza principale e al turnoff, ma

8.3. Diagrammi colore-magnitudine

Figura 8.7: Diagramma MU− (U − B) per le varie misture considerate. Le

composizioni chimiche e la mixing length sono le stesse di figura 8.1

anche in RGB un’eventuale separazione in colore delle isocrone dovrebbe essere molto meno marcata di quella osservato da Marino et al. (2008). Il problema `e evidenziato dagli stessi autori che, calcolando gli spettri sintetici, hanno trovato un ∆(U − B) teorico di 0.04 mag, ma non hanno trovato una ragione alla discrepanza tra i dati osservativi e i modelli teorici. Va inoltre sottolineato che, come vedremo nel paragrafo8.4, altre osservazioni (Monelli et al., 2013) sempre in diagrammi che coinvolgono il filtro U hanno trovato allargamenti minori in RGB, compatibili con le nostre simulazioni teoriche. Trattiamo infine le simulazioni di isocrone in diagrammi C-M con i co- lori dei filtri Str¨omgren. I filtri Str¨omgren, avendo curve di trasmissione pi`u strette dei filtri Johnson, dovrebbero presentare differenze maggiori nel- le correzioni bolometriche dovute a differenze negli spettri. Ho generato i diagrammi Mu− (u − v), My− (u − y), My− cy mostrati nelle figure 8.8 e

8.9.

Nei diagrammi Mu− (u − v) e My− (u − y) le differenze tra le isocrone

nelle varie regioni hanno un comportamento simile a quelle del diagramma MU− (U − B): ci sono differenze in indice di colore tra la popolazione N-

poor e la popolazione N-rich in sequenza principale, al turnoff e in RGB. Gli effetti dovuti alla variazione di Y o di et`a sono piccoli rispetto a quelli

Figura 8.8: A sinistra: diagramma Mu−(u−v) per le misture considerate. A

destra: diagramma My− (u − y) per le misture considerate. Le composizioni

chimiche e la mixing length sono le stesse di figura 8.1

dovuti alle anticorrelazioni, eccetto che nella sequenza principale del dia- gramma My − (u − y): l’utilizzo di My sull’asse delle ordinate (filtro in cui

le correzioni bolometriche sono identiche per le due misture) fa in modo che anche gli effetti delle anticorrelazioni portino a piccoli spostamenti nelle sequenze principali. In questo diagramma la distanza tra le sequenze prin- cipali si mantiene costante in indice di colore a 0.07 mag se non si considera la variazione di Y. Considerandola, le sequenze si avvicinano fino a sovrap- porsi nella bassa MS. Nel diagramma Mu− (u − v), al contrario, le sequenze

principali rimangono separate anche considerando una variazione di Y, fino a un massimo di 0.08 mag in indice di colore. Al turnoff ci sono differenze di indice di colore rispettivamente di 0.05 e 0.03 mag. Nel ramo delle giganti rosse le differenze in indice di colore tra le due popolazioni rimangono sotto il decimo di magnitudine: 0.05 mag nel diagramma My− (u − y), 0.09 mag

nel diagramma Mu− (u − v), sempre costanti dalla base fino al bump.

Analizziamo a parte il diagramma My − cy, particolarmente utile per

l’osservazione di RGB multiple poich´e in questi filtri il ramo delle giganti rosse ha un andamento verticale fino al bump. Anche in questo caso la differenza di indice di colore tra le due popolazioni in RGB arriva a un massimo di 0.08 mag se non si considera l’aumento dell’elio e di 0.09 mag se lo si considera. Si tratta comunque di valori abbastanza piccoli che nelle osservazioni porterebbero al massimo a un allargamento piuttosto che a nette