All’origine degli elementi chimici nell’Universo

Idrogeno, elio e un po’ di litio. Erano solo questi gli elementi presenti nell’Universo 14 miliardi di anni fa, subito dopo il Big Bang. Come si è arrivati quindi agli oltre cento elementi che si trovano oggi in natura? Per scoprirlo, alcuni dei più avanzati laboratori di fisica americani hanno deciso di unire le forze, in un nuovo progetto che ha già ricevuto oltre 11,4 milioni di dollari di fondi dalla National Science Foundation americana: ripercorrere l’evoluzione degli elementi chimici presenti nell’Universo, studiando eventi astronomici come l’esplosione delle supernove.

Nel corso della sua vita il nucleo di una stella trasforma costantemente elementi semplici, come elio e idrogeno, in elementi più complessi, come carbonio e ossigeno. Questi vengono poi disseminati nel Cosmo quando la stella termina il suo ciclo vitale ed esplode, trasformandosi in una supernova. Gli elementi chimici così creati si trovano quindi a vagare per il cosmo, fino a quando non vengono utilizzati da nuove stelle, in un ciclo continuo che rende ogni nuova generazione di corpi celesti ricca di elementi sempre più pesanti e complessi. È per questo che studiando le stelle più antiche gli scienziati sperano di comprendere i processi che hanno portato alla nascita di quelle attuali, come il nostro Sole.

“I traccianti chimici che possiamo osservare in stelle molto antiche rappresentano una testimonianza “fossile” dell’evoluzione chimica dell’Universo, e possono aiutarci a comprendere come la natura abbia creato, passo dopo passo, gli elementi presenti oggi”, spiega Hendrik Schatz, ricercatore del National Superconducting Cyclotron Laboratory (Nscl) della Michigan State University che parteciperà al nuovo studio. “Quello che vogliamo fare quindi è scoprire un numero sempre maggiore di questi fossili chimici attraverso le nostre osservazioni astronomiche”.

Una volta ottenuti i dati, i ricercatori progettano di studiare in laboratorio le reazioni nucleari che avvengono all’interno delle stelle, grazie agli apparecchi di nuova generazione presenti in strutture come quelle dell’Nscl. Oltre alle stelle tradizionali, il progetto prevede di ricreare le condizioni presenti all’interno delle cosiddette stelle a neutroni, misteriosi corpi celesti super densi che si formano dal collasso del nucleo di una stella dopo la sua esplosione. “Il nostro obbiettivo è studiare le reazioni che danno via alle esplosioni della superficie – continua Schatz – e determinare le caratteristiche della materia esotica che costituisce l’interno delle stelle a neutroni”.

Raccolti i risultati delle analisi astronomiche e degli esperimenti, la fase finale del progetto prevede l’inserimento dei dati ottenuti all’interno di modelli computerizzati, con cui i ricercatori vogliono generare una mappa virtuale che tracci l’evoluzione di una galassia simile alla nostra Via Lattea.

Via: Wired.it

Credits immagine: NASA’s Marshall Space Flight Center