Le Stelle all’Origine del Litio

02 Giu 2020 Le Stelle all’Origine del Litio

Secondo un nuovo studio della NASA gran parte del litio presente nel Sistema Solare deriva da esplosioni stellari chiamate novae classiche, che coinvolgono una nana bianca e una stella compagna cannibalizzata.

Molto tempo fa, circa 400.000 anni dopo il Big Bang, l’Universo era un luogo buio, non c’erano stelle o galassie e il cosmo era composto principalmente di idrogeno neutro. Poi, nel corso dei successivi 100 milioni di anni, la gravità gradualmente riunì insieme le regioni di gas più dense, fino a che il gas collassò in alcune zone per far nascere le prime stelle. I primi raggruppamenti di stelle erano chimicamente semplici, formati da idrogeno, elio e poco litio, elementi creati dopo il Big Bang nei primi istanti di esistenza dell’Universo. In astrofisica viene definito metallo ogni elemento più pesante di idrogeno ed elio: le stelle più antiche erano povere di metalli, mentre le stelle successive si formarono da materiale accumulato da generazioni di stelle precedenti, che produssero metalli durante la loro vita e la loro morte. Gli scienziati sanno da tempo che la tavola periodica è composta in gran parte di elementi derivanti da polvere stellare: quasi tutti gli elementi hanno avuto origine dalle stelle. Le stelle di piccola massa, come il nostro Sole, fondono idrogeno ed elio nei loro nuclei, producendo carbonio. Quando muoiono, si trasformano in nane bianche, che sintetizzano altri elementi esplodendo, fondendosi tra loro, e arricchendo lo spazio con calcio e ferro, tra gli altri.

Il litio, il più leggero degli elementi solidi, viene creato nel corso di fenomeni astrofisici, ma la sua reale origine finora era rimasta sfuggente. Lo studio conferma le ipotesi che gran parte del litio presente attualmente nella nostra galassia derivi dalle novae, fenomeni esplosivi che avvengono nei sistemi stellari binari in cui una delle stelle è una nana bianca. La nana bianca, residuo compatto di una stella simile al Sole giunta al termine della sua evoluzione, può sottrarre materiale alla sua compagna. Il materiale si accumula sulla superficie della stella e, quando raggiunge una certa massa e densità, provoca l’innesco di reazioni termonucleari che fanno esplodere gli strati esterni della nana bianca, producendo una nova, con aumento della luminosità fino a 100.000 volte. Queste colossali esplosioni,
le più brillanti delle quali vengono osservate come improvvisi bagliori nel cielo notturno, avvengono nella Via Lattea circa 50 volte ogni anno.

I ricercatori, guidati da Sumner Starrfield della Arizona State University, hanno utilizzato modelli a computer insieme a dati osservativi per determinare la quantità di litio prodotta durante un evento di esplosione di nova. I modelli stimano il modo in cui il gas viene espulso nella nova e quale potrebbe essere la sua composizione chimica, mentre e osservazioni si basano su dati raccolti dai telescopi Hubble, Spitzer e SOFIA. Le nuove informazioni relative al litio rappresentano soltanto un pezzo del puzzle su cui lavorano molti astronomi: scoprire quale tipo di processi stellari producono i vari elementi. Il team ha scoperto inoltre che una parte delle novae classiche evolve fino a che non esplode definitivamente come supernova di tipo Ia. Questo tipo di esplosione può generare una luminosità superiore a quella di un’intera galassia ed essere osservata fino a vaste distanze nel cosmo. Le supernove di tipo Ia vengono anche utilizzate per studiare l’evoluzione dell’Universo e il ruolo dell’energia oscura nell’espansione accelerata del cosmo.

Nell’immagine rappresentazione artistica dell’esplosione di una nova ricorrente, RS Ophiuci, localizzata a circa 5000 anni luce da noi
Credits: Illustration by David A. Hardy

https://www.nasa.gov/feature/lithium-comes-from-exploding-stars

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