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.
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.
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.
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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