Stelle alchimiste all’origine dell’oro

oro

C’è un filo conduttore che da millenni lega le civiltà umane in tutto il mondo, un filo d’oro, metallo splendente e incorruttibile che scatena l’immaginazione e la bramosia umane. E se la sua incredibile longevità come valore di riferimento, a tutt’oggi pressoché immutato, è un enigma per gli economisti, per gli astronomi il mistero è un altro: la stessa origine dell’oro nell’Universo. Come platino e uranio, infatti L’ORO è un elemento pesante, e non può essere nato dentro le stelle, a differenza dei loro fratelli più leggeri (come carbonio, ossigeno e ferro). I ricercatori della Columbia University, in uno studio pubblicato su Nature, potrebbero averne scoperto la fonte principale. Si tratta delle collapsar, un raro tipo di supernove.

Stelle alchimiste dell’Universo

A lungo si è ricercata l’origine dell’oro nell’Universo. Le reazioni nucleari all’interno delle stelle possono arrivare a creare il ferro, ma per produrre elementi pesanti non basta una stella qualunque. Serve un ambiente ad alta densità e ricco di neutroni. Qui i nuclei degli atomi possono assorbire a grande velocità i neutroni e subire un decadimento radioattivo, in una complessa catena di reazioni chiamata ‘r-process’, che porta alla nascita di nuovi elementi chimici di numero atomico sempre più grande.

Difficile però trovare un ambiente tanto estremo. I buchi neri sono noti per la loro enorme densità, ma risucchiano e intrappolano la materia anziché disperderla nello Spazio. Molto dense sono anche le stelle di neutroni, resti morti lasciati dall’esplosione delle supernove, le principali candidate a sorgenti dell’oro spaziale.

Per fare l’oro ci vuole una collapsar

Due anni fa, lo sforzo congiunto dei ricercatori Eso, Ligo e Virgo ha rilevato per la prima volta una kilonova, ovvero lo scontro tra due stelle di neutroni. La loro fusione aveva prodotto un’onda gravitazionale luminosa, accompagnata dalla formazione e dispersione di elementi pesanti.

Secondo gli autori dello studio, tuttavia, non può essere questa la fonte principale di questi elementi. Lo scontro è troppo lento. Le stelle di neutroni impiegano molto tempo a fondersi, mentre gli elementi pesanti sono stati rilevati in galassie come Reticulum II, formatesi poco dopo la nascita delle prime stelle.

Da queste osservazioni e da simulazioni computerizzate, i ricercatori hanno trovato il candidato ideale per l’origine dell’oro: le collapsar, stelle massicce ad alta rotazione. Quando queste esplodono, infatti, creano sì un buco nero, ma questo lascia intorno a sé un disco di accrescimento ricco di elementi pesanti.

Un evento raro ma prolifico all’origine dell’oro

Le collapsar sono un evento ancor più improbabile della collisione di stelle di neutroni, riporta lo studio. Tuttavia, rilasciano fino a trenta volte più materiale. Una singola collapsar è in grado di produrre una quantità di oro pari a centinaia di volte la massa della Terra. Grazie a questa alta efficienza, le collapsar sono in grado di giustificare l’80% dei materiali pesanti presenti nell’Universo, lasciando il restante 20% alle kilonove. Il luccicante metallo più bramato della storia potrebbe quindi essere nato dalla materia lanciata nel cosmo da questi rari buchi neri.

Riferimenti: Nature

Articolo prodotto nell’ambito del Master in Giornalismo e comunicazione istituzionale della scienza dell’Università di Ferrara

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