Dopo un lungo dibattito, gli scienziati hanno preso una decisione in merito alla misura del tempo di dimezzamento dell’isotopo radioattivo del ferro 60Fe. Con questo parametro, il cui valore è ora molto più accurato, gli astronomi saranno in grado di fare luce su alcuni punti relativi alla formazione degli elementi pesanti avvenuta nel corso della storia evolutiva della Via Lattea, alle fasi primordiali del Sistema Solare, ai processi di nucleosintesi nelle stelle massicce e alle supernovae vicine.
La cosiddetta “struttura a cipolla” di una stella massiccia nelle ultime fasi dell’evoluzione.
La maggior parte del 60Fe si forma nel nucleo delle stelle massicce che alla fine del loro ciclo vitale spazzano l’elemento radioattivo nel mezzo interstellare, attraverso un evento esplosivo che dà luogo alle supernovae. L’abbondanza del 60Fe può essere misurata direttamente nella nostra galassia attraverso la caratteristica radiazione emessa durante il suo decadimento radioattivo, un indicatore della posizione spaziale dove sono avvenute le esplosioni stellari che hanno creato nuovi elementi.
I ricercatori dell’Australian National University (ANU) Research School of Physics and Engineering hanno realizzato un esperimento attraverso il quale è stato possibile determinare il tempo di dimezzamento del 60Fe, trovando un valore di 2,6 milioni di anni, il che risolve l’enorme discrepanza relativa a due precedenti misure (una del 1984 e l’altra del 2009) che davano, rispettivamente, 1,5 e 2,62 milioni di anni. Per far questo, gli scienziati hanno utilizzato uno spettrometro di massa unico, più sensibile rispetto agli esperimenti precedenti, situato presso la Heavy Ion Accelerator Facility dell’ANU.
Dunque, l’abbondanza del 60Fe può essere utilizzata per datare eventi astrofisici che sono confrontabili con i tempi scala relativi al suo tempo di dimezzamento. Di fatto, gli scienziati hanno utilizzato le minime quantità dell’elemento depositato sui fondali marini per tracciare la storia delle supernovae esplose vicine al Sistema Solare che, in parte, avrebbero influenzato nel passato anche il clima del nostro pianeta.
«Il tempo di dimezzamento del ferro-60 fa parte integrante dei modelli che descrivono le supernovae e il Sistema Solare primordiale», commenta Anton Wallner, autore principale dello studio. «Poiché il ferro-60 si forma principalmente nelle supernovae, la sua presenza qui sulla Terra suggerisce che negli ultimi 10 milioni di anni sono successe alcune esplosioni stellari nelle vicinanze del nostro sistema planetario. Questi eventi catastrofici potrebbero aver avuto un effetto sul clima del nostro pianeta o addirittura avrebbero potuto favorire la nascita del Sistema Solare più di 4 miliardi di anni fa».
Physical Review Letters: A. Wallner et al. – Settling the Half-Life of 60Fe: Fundamental for a Versatile Astrophysical Chronometer