Relazione sulla attivita' scientifica svoltanel triennio 1-8-1999/ 31-7-2002

L'attivita' scientifica e' stata svolta principalmente nel campo della astrofisica osservativa e interpretativa, con particolare attenzione alla dinamica ed evoluzione di sistemi stellari in cui fenomeni di accrescimento di materia si manifestano con anomalie nella distribuzione energetica, con emissione di radiazione X e nello spettro, presenza in emisione di righe di alta eccizazione. In continuita' con ricerche gia' in corso e' stata proseguita l'indagine su tale fenomenologia in diversi tipi sistemi binari con particolare attenzione per Be X emittenti e variabili simbiotiche. Il lavoro e' stato svolto nell'ambito di collaborazioni finanziate su contratti bilaterali coinvolgenti, accanto all'universita' di Roma, il CNR, il CNRS (Francia), Conicet (Argentina), CSIC (Spagna).

Con la Dr. R. Gonzalez-Riestra, (ESA-VILSPA) opsite presso l'Istituto Astronomico della Universita' la Sapienza come visiting professor nel dicembre 1999, e' stato dato un forte impulso ad un programma gia' avviato, sulla ricerca di evidenze osservative della componente collassata in sistemi binari simbiotici. La seconda parte della visita si e' svolta nell'anno successivo (ottobre 2000) La relazione dettagliata sul lavoro svolto e' allegata alla presente. I risultati del lavoro sono stati inizialmente presentati al congresso: ``The physics of cataclismic variables and related objects'' Gottingen, august 5-10, 2001 [ref 13].

Successivamente sono state ottenute nuove osservazioni per alcuni oggetti piu' rappresentativi, mirate allo studio dei meccanismi di outburst e delle anomalie nella composizione chimica da relazionare con lo scambio di materia fra le componenti di tali sistemi binari: nell'ottico, oltre che presso i telescopi di Loiano e Asiago, sono stati ottenuti spettri di altissima risoluzione con il telescopio nazionale Galileo; nell'UV con il satellite FUSE e nell'X con il satellite XMM.

Durante la seconda permanenza della Dr Riestra, oltre a concludere il lavoro del programma specifico, si sono gettate le basi per un programma di recupero dei dati di archivio ottici e degli spettri UV delle novae classiche e dei sistemi simbiotici osservati nel corso dei 18 anni di attivita' del satellite IUE. Negli anni successivi il lavoro ha dato come risultati la ricostruzione della curva di luce fotometrica del sistema simbiotico BD+67 922 (AG Draconis) che, unito all'analisi del contemporaneo comportamento spettroscopico del sistema, ha evidenziato differenti meccanismi di innesco degli outburst con inattese differenze del comportamento del sistema a differenti range di energia. Risultati parziali sono stati presentati ai congressi: `` Exploring the nature of symbiotic stars with high resolution spectroscopy'' XLIV conference of the Societa' Astronomica italiana, M.Porzio Catone,15-17 April 2000 e ``Symbiotic stars probing stellar evolution'', 27-31 may 2002- La Palma, Canary Islands [rif 4,6 ]. E’ in fase conclusiva un lavoro globale in cui si tiene conto anche dei risultati dell’analisi degli spettri ad altissima risoluzione del telescopio Galileo.

Per il sistema di tipo VV Cephei HD60414, il riesame di tutti i dati di archivio ha portato a una nuova determinazione del periodo orbitale, risolvendo con una spiegazione semplice, i problemi di interpretazione degli spettri ottenuti negli ultimi anni da diversi gruppi di ricercatori, compreso il nostro con i telescopi a bordo del satellite IUE e dello Hubble Space Telescope. Il successivo confronto con un ’ultimo spettro, ottenuto con il satellite FUSE su una nostra proposta ha confermato la giustezza delle nuove effemeridi [ref 7].

Nel mese di marzo 2000 e' stato ospitato presso l'Istituto Astronomico il prof N. Spector (Soreq Research Center, Yavne, Israel) con cui si e' affrontato lo studio della possibilita' di verifica della bonta' dei dati atomici dall'analisi delle righe di emissione dei metalli negli spettri stellari. L'approfondimento sulla precisione dei dati atomici (per la maggior parte calcolati teoricamente) e' stato suggerito da anomalie di intensita' rispetto al comportamento previsto, riscontrate sistematicamente di alcune righe di diversi multipletti degli elementi del gruppo del ferro [rif 1].

A partire dal mese di maggio 2000 l'attivita' a Roma e' stata svolta presso sedi diverse in seguito alla chiusura dell'Istituto Astronomico; in dettaglio:

Maggio 2000 chiusura dell'Istituto astronomico;

giugno 2000 - aprile 2001 ospite presso l'ufficio del prof. G. Rosa nel dipartimento di Fisica dell'universita' La Sapienza;

fine aprile - settembre 2001 ospite presso l'ufficio del prof. N.Iucci nel dipartimento di fisica dell'Universita' di Roma-3 in quanto non era stato possibile trovare una collocazione presso nessun ufficio a Roma-1;

ottobre 2001 - febbraio 2002 ospite presso l'ufficio del Dr D. Zanello (INFN - sezione di Roma1);

da febbraio 2002, ufficio assegnato temporaneamente nel nuovo edificio del dipartimento di fisica.

Per quanto riguarda l'attivita' di ricerca, nell'ambito del bilaterale CNR-CNRS ``Fisica di sistemi binari interattivi'' C. Rossi ha trascorso un mese fra il 15 giugno e il 14 luglio 2000 presso l'osservatorio di Marsiglia in qualita' di visiting professor per l'analisi di spettri ottici di sistemi B[e] , ottenuti fra il 1995 e gennaio 1999 presso l'osservatorio di Haute Provence. Lo studio del profilo delle righe in emissione prodotte nell'inviluppo circumstellare ha permesso di individuare nuove prospettive sulla natura del doppio picco delle emissioni, visibile negli spettri con alto potere risolutivo e attribuita normalmente a una doppia emissione da due lobi di un disco sottile. In un sistema, HD45677 gli assorbimenti centrali di righe sottili di metalli ionizzati si estendono ben al di sotto il continuo favorendo inequivocabilmente l'ipotesi della presenza di una shell circumstellare , la cui stazionarieta' e' stata poi verificata da spettri successivi.

L'analisi degli spettri e' proseguita poi seguendo il metodo statistico della ``self absorption curve'' che consente dalle intensita' delle righe di emissione di dedurre informazioni sulle condizioni fisiche e geometriche degli inviluppi circumstellari. il metodo e' stato applicato anche a differenti tipi di oggetti stellari e i risultati sono stati presentati in differenti congressi [rif. 14, 8].

Il tema dell'interazione del vento stellare con il mezzo circumstellare e' stato anche affrontato nello studio di stelle superluminose e WR proseguendo in un programma di ricerca gia' attivo. Negli ultimi anni si e' dedicata l'attenzione agli effetti della binarieta' e della metallicita' sulla storia evolutiva di tali stelle supermassive [ref 12].

E' stata effettuata una indagine statistica sulle principali righe di emissione dell'intero campione di stelle di tipo WC e WO attualmente note per definire tendenze delle intensita' e larghezze delle righe medesime. I risultati hanno indicato un significativa diminuzione della intensita' nei sistemi binari, dovuta verosimilmente al contributo non trascurabile della emissione continua del ``compagno'' come verificato dalle distribuzioni energetiche globali nei casi di binarieta' sicura. Per quanto piu' complesso da modellizzare, anche il ruolo della metallicita' della galassia parente si e' rivelato discriminante per il numero relativo di oggetti nei diversi sottotipi, per intensita' del flusso energetico emesso e di conseguenza del vento stellare evidenziato dalla larghezza delle righe di emissione [ref 3 ].

Delle stelle legate evolutivamente alle WR, particolarmente seguite dal nostro gruppo sono le Of e le "luminous blue variables". C. Rossi partecipa da tempo al monitoraggio di alcuni di tali oggetti la cui variabilita' richiede un lungo periodo di acquisizione dati prima di poter dedurre ipotesi conclusive, in taluni casi anche sulla natura stessa del tipo di stella in esame.

Un risultato estremamente interessante quanto inatteso e' stato ottenuto da uno spettro della LBV P Cygni che la sottoscritta ha preso nell'intorno di 1 micron e ad altissima risoluzione durante un test della strumentazione dell'osservatorio di Haute Provence: la presenza in emissione di una riga la cui identificazione puo' essere attribuita solo ad una transizione di alta eccitazione dello ione Fe II. L'intero spettro, comprendente il range ottico, e' stato presentato al congresso di Armagh ``P Cygni: 400 years of progress'' agosto 2000 [ref 9,10]. Data l'assenza di altre righe di tale ione nello spettro della stella, questa riga ha evidenziato la necessita' di rivedere i programmi di calcolo dei modelli teorici della struttura dell'inviluppo circumstellare.

Risultati interessanti sono stati ottenuti per la Of HD15570 la cui variabilita' spettrale a lungo termine sembra riflettere instabilita' del vento che recenti teorie associano a campi magnetici fossili, presenti anche in stelle supergiganti [ref 15].

Al prototipo delle LBV, $\eta$ Car, monitorata dal nostro gruppo da molti anni, e' stata dedicata una attenzione particolare specialmente da quando la natura binaria e' stata capita recentemente solo grazie a un paziente lavoro di rianalisi della grande mole di dati di archivio a disposizione. C.Rossi ha partecipato alla acquisizione e all'analisi dei dati ottenuti da osservazioni coordinate presso il telescopio 1.6m del Laboratorio Nacional de Astrofisica (LNA Brazil) e il telescopio nazionale argentino 2.15 m CASLEO (Completo Astronomico El Leoncito, Argentina). Spettri X dal satellite BeppoSAX sono stati ottenuti fra il 1996 e il 2000 in differenti stati di attivita' del sistema e a diverse fasi del ciclo orbitale. Lo spettro mostra un sistema di due componenti, una hard X (5 keV) emessa dal nucleo centrale e una soft prodotta da una regione diffusa estesa fino a circa 2 arcsec dalla stella centrale. Variazioni relative di intensita' fra le due sorgenti e dell'assorbimento dell'idrogeno dell'inviluppo appaiono legate al ciclo orbitale. I risultati sono stati presentati di volta in volta a vari congressi e pubblicati successivamente in modo dettagliato e riassuntivo su riviste referate [rif 2, 5, 11, 16]