Miniera d’oro galattica

L’origine di molti degli elementi più preziosi sulla tavola periodica, come oro, argento e platino, ha reso perplessi gli scienziati per più di sei decenni. Ma un recente studio fornisce una risposta, trasmessa nella debole luce stellare da un galassia nana distante.

In una tavola rotonda, la Fondazione Kavli ha parlato con due dei ricercatori che stanno dietro alla scoperta del perché la sorgente di questi elementi pesanti sia stata così difficile da decifrare. “Capire come gli elementi pesanti prodotti dal processo r di nucleosintesi stellare, o processo di cattura neutronica rapido, si siano formati è uno dei problemi più complessi in fisica nucleare”, ha detto Anna Frebel, del Department of Physics at the Massachusetts Institute of Technology (MIT) e membro del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI).  I risultati dimostrano come determinare il contenuto delle stelle possa far luce sulla storia della galassia che le ospita.

Soprannominato “archeologia stellare”, questo approccio sta sempre più permettendo agli astrofisici di conoscere meglio le condizioni nell’Universo primordiale. “Credo davvero che questi risultati abbiano aperto una nuova finestra per studiare la formazione delle galassie tramite lo studio delle singole stelle e in qualche misura dei singoli elementi”, ha detto Frebel. “Stiamo seriamente mettendo in connessione le piccole scale delle stelle con le grandi scale delle galassie”.

Alla fine degli anni ’50, i fisici nucleari avevano calcolato che condizioni estreme da qualche parte nel cosmo, ricco di particelle subatomiche chiamate neutroni, dovevano servire da fucine per la creazione di questi elementi pesanti, che comprendono anche sostanze note come uranio e piombo. Le esplosioni di stelle giganti e le fusioni delle stelle più dense dell’Universo, chiamate stelle di neutroni, sono state le sorgenti più plausibili. Ma l’evidenza osservativa è stata carente.

I ricercatori hanno colmato questa lacuna osservativa. L’analisi della luce stellare di alcune delle stelle più brillanti in una piccola galassia denominata Reticulum II, che si trova a circa 100.000 anni luce dalla Terra, suggerisce che queste stelle contengano quantità enormi di elementi derivanti da processo r. Poichè queste stelle non avrebbero potuto produrre gli elementi pesanti di per sè, un evento nel passato della galassia deve aver “seminato” e arricchito la materia in queste stelle. Le abbondanze di elementi nelle stelle implicano la collisione di due stelle di neutroni.

Alexander Ji, che collabora con Frebel, ha scoperto nella galassia le stelle arricchite di elementi pesanti utilizzando i telescopi Magellano del Las Campanas Observatory in Cile. È l’autore di uno studio sui risultati, pubblicato su Nature. Ji ha commentato che la scoperta aiuta finalmente a spiegare  la storia di come questi elementi vengano a formarsi. “Sicuramente una delle cose che ritengo attragga le persone ad interessarsi di astronomia è comprendere l’origine di tutto ciò che ci circonda”.

Enrico Ramirez-Ruiz, professore di astronomia e astrofisica presso l’University of California, Santa Cruz, ha affermato: “Ho lavorato per un pò di tempo sulla fusione di stelle di neutroni, quindi ero molto contento di vedere i risultati di Alex e Anna. Il loro studio in effetti è la conferma che le fusioni di stelle di neutroni sono avvenute molto presto nella storia di questa particolare galassia nana, e se è per questo verosimilmente in molte altre piccole galassie. Le fusioni di stelle di neutroni sono quindi probabilmente responsabili della maggior parte dei preziosi elementi prodotti da processo r in tutto l’Universo”.

http://phys.org/news/2016-05-galactic-gold-nature-heaviest-elements.html