Rappresentazione artistica della fusione di stelle di neutroni. Crediti: University of Warwick/Mark Garlick
Segni di un evento cosmico che ha creato elementi pesanti come oro, argento e platino, giunti sino a noi inglobati nella nebulosa pre-solare che ha formato il Sistema solare. È il risultato dello studio condotto da due ricercatori dell’Università Columbia di New York e dell’Università delle Florida, i cui risultati sono riportati in un lavoro pubblicato su Nature.
È una violenta collisione di due stelle di neutroni – il nucleo collassato di stelle giganti – avvenuta 4.6 miliardi di anni fa quella che, secondo i ricercatori, sarebbe la fonte di parte della materia più ambita e ricercata sulla Terra: platino e uranio. Ai quali vanno aggiunti anche oro e argento. Un singolo evento cosmico avvenuto vicino al Sistema solare, che avrebbe dato vita allo 0.3 per cento di questi elementi presenti sulla Terra. Un evento che, se si verificasse oggi a una distanza simile dal Sistema solare, potrebbe rischiarare l’intero cielo notturno.
Ma come sono arrivati a questa conclusione i due ricercatori? E come sono giunti a noi tali elementi?
La risposta alla prima domanda è: da un confronto. Dal confronto di risultati simulati – cioè quelli relativi al rapporto di abbondanza di questi elementi ottenuto utilizzando modelli matematici – con quelli di composizione misurati all’interno dei meteoriti, fondamentali per questo tipo di studi. «Le meteoriti forgiate nel sistema solare primordiale trasportano tracce di isotopi radioattivi. Non appena questi isotopi decadono, agiscono come “orologi” che possono essere usati per ricostruire il tempo in cui sono stati creati» spiega, infatti, Szabolcs Márka, ricercatore alla Columbia University e coautore dell’articolo.
Ci rimane adesso la seconda domanda. La risposta alla quale i ricercatori l’hanno trovata nella singola collisione di due stelle di neutroni verificatasi circa 100 milioni di anni prima della formazione del nostro pianeta, a non più di un migliaio di anni luce di distanza dalla nube di gas da cui hanno preso origine il Sole e il suo sistema planetario.
Il percorso che dalla collisione delle due stelle di neutroni ha portato elementi pesanti come oro, argento, platino e uranio sulla Terra. Crediti: Szabolcs Márka e Imre Bartos, Nature (2019)
Una collisione seguita dalla fusione delle due stelle di neutroni, dalla quale si origina un buco nero in accrescimento, dal cui disco – tramite le forze mareali e venti – viene emessa materia ricca di neutroni – gli ejecta – che va incontro a un processo cosiddetto di cattura di neutroni, esattamente quello che produce questi elementi pesanti. Elementi che sono stati infine catturati dalla nube di gas pre-solare. Un complesso iter schematizzato nell’immagine a fianco.
Uno studio, questo, che fornisce informazioni su un evento unico per le conseguenze che ha avuto nella nostra storia planetaria e che «getta luce sui processi coinvolti nell’origine e su quelli che hanno determinato la composizione del Sistema solare, e che avvierà nuovi tipi di ricerche in discipline come la chimica, la biologia e la geologia, per risolvere il puzzle cosmico» sottolinea Imre Bartos, primo autore dell’articolo.
«I nostri risultati affrontano una ricerca fondamentale per l’umanità: da dove veniamo e dove stiamo andando?» dice, invece, Szabolcs Márka. «E’ molto difficile descrivere l’enorme emozione che abbiamo provato quando abbiamo capito cosa avevamo trovato e cosa significa questo per il futuro, mentre cerchiamo una spiegazione del nostro posto nell’universo».
Per saperne di più:
- Leggi su Nature l’articolo “A nearby neutron-star merger explains the actinide abundances in the early Solar System“, di Imre Bartos e Szabolcs Marka