Evoluzione delle strutture coronali e studi di abbondanze

Gli studi sulla composizione chimica delle atmosfere stellari sono importanti per investigare diverse problematiche astrofisiche, quali l'evoluzione delle popolazioni stellari galattiche, l'arricchimento del mezzo interstellare, l'influenza delle abbondanze degli elementi chimici sui processi di formazione stellare e sulla struttura interna delle stelle attraverso effetti di opacità. Nell'ambito della fisica coronale, le osservazioni solari e stellari in banda UV e X, durante le ultime due decadi, hanno suggerito una diversa composizione chimica della corona rispetto alla fotosfera, con un $pattern$ delle abbondanze possibilmente dipendente dal potenziale di prima ionizzazione. Più recentemente, osservazioni X con i satelliti $Chandra$ e XMM-Newton hanno evidenziato rapporti anomali delle abbondanze del ferro e del neon in alcune T Tauri classiche. Se comprese, tali anomalie potrebbero fornire nuove diagnostiche per la fisica delle atmosfere stellari più esterne e dei dischi circumstellari.

Uno studio di abbondanze chimiche è stato condotto nel contesto del progetto XEST. In particolare, sono state studiate le proprietà termiche e la composizione chimica di un campione di 20 membri ad alta luminosità X ( $L_{\rm X} \sim 10^{30}-10^{31}$ergs$^{-1}$) della regione Taurus-Auriga, di cui 13 ``weak-lined'' T Tauri e 7 stelle con accrescimento dal disco circumstellare. Il fine è stato investigare possibili differenze sistematiche fra queste due classi di oggetti e possibili dipendenze delle abbondanze di queste stelle dal livello di attività X e/o dalla presenza di accrescimento/materiale circumstellare. Questo lavoro è stato basato su spettri a media risoluzione spettrale ottenuti con la camera EPIC/PN di XMM-Newton e ha incluso un gran numero di simulazioni preliminarie per studiare l'affidabilità dei risultati relativi alle abbondanze derivate dal $fitting$ degli spettri PN.

L'analisi degli spettri ha indicato che l'emissione X osservata delle stelle studiate può essere attribuita a plasma coronale caldo, a temperature medie di $\sim 8-30$MK, con proprietà termiche e composizione chimica simile nelle due classi di stelle T Tauri di questa regione di formazione stellare. Ciò suggerisce che le stelle di tipo solare sviluppano abbastanza presto, entro $\sim 1$ milione di anni, una corona calda le cui proprietà variano poco durante le fasi successive di pre-sequenza principale, almeno fino a un'età di $\sim 10$ milioni di anni. L'abbondanza del ferro è risultata significativamente minore ($\sim 0.1-0.5$ volte) rispetto al valore fotosferico solare in tutte le stelle del campione, confermando i risultati di studi precedenti su altre stelle attive e di pre-sequenza principale. Nessuna correlazione delle abbondanze con indicatori di attività stellare e di accrescimento/materiale circumstellare è stata trovata dai dati disponibili. Rapporti tra le abbondanze del neon e del ferro compresi tra 2 e 9 sono stati ottenuti sia per le WTTSs che per le CTTSs. Tuttavia, da questo studio è emersa una indicazione di proprietà coronali leggermente diverse in stelle con differente tipo spettrale. Più precisamente, stelle di tipo G sono risultate avere, in media, un'abbondanza del ferro leggermente più alta (Fe $\sim 0.24$ volte il valore fotosferico solare) rispetto a stelle di tipo spettrale K ed M (Fe $\sim 0.15$ per il valore solare), un risultato che conferma lo studio recente di Telleschi et al. 2007 basato su dati ad alta risoluzione spettrale; le stelle appartenenti al primo gruppo hanno anche coronae mediamente più calde.