La creazione degli elementi pesanti
L’evento astronomico avvenuto il 17 agosto 2017 a 130 milioni di anni luce da noi, alla periferia della galassia NGC4993, in direzione della costellazione dell’Idra che ha certificato la nascita dell’astronomia multimessaggero (in sigla GW170817), cioè la fusione di due stelle di neutroni registrata dapprima sottoforma di onde gravitazionali dagli interferometri LIGO e VIRGO e poi da altri telescopi in tutte le bande dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai raggi gamma, torna a far parlare di sé per un’altra scoperta sensazionale. Si tratta della conferma che gli elementi più pesanti si formano dalle kilonove, le esplosioni risultanti dalla fusione di stelle di neutroni.
Il merito è di X-Shooter, lo spettrografo applicato al Very Large Telescope dell’ESO, che ha ottenuto diversi spettri, dall’ultravioletto al vicino infrarosso, dei momenti seguenti all’esplosione della kilonova. Analizzando i dati appare chiaramente la firma dello stronzio, un elemento chimico formato da 38 protoni, quindi più “pesante” rispetto al ferro (che ha 26 protoni). Fino ad oggi si sapeva che gli elementi fino al ferro si formano nei nuclei di stelle di grande massa e si supponeva che esse, esplodendo in supernove, potessero generare elementi più massicci tramite un processo di cattura rapida di neutroni. Adesso la conferma è avvenuta con le kilonove, esplosioni che riguardano invece coppie di stelle di neutroni che si fondo insieme creando un oggetto instabile.
La ricerca, condotta da Darach Watson, dell’Università di Copenaghen, ma a cui hanno collaborato molti astronomi dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, è stata recentemente pubblicata su Nature riscuotendo l’interesse dei ricercatori di tutto il mondo. Si suppone infatti che anche oro, argento e platino si siano formati con lo stesso meccanismo e negli stessi ambienti ricchi di neutroni veloci. I neutroni collidendo con i nuclei atomici si fisserebbero al loro interno creando isotopi molto massicci e instabili, il cui decadimento darebbe origine a elementi più pesanti, cioè con un maggior numero di protoni, rispetto a quelli di partenza.
La formazione degli elementi chimici è uno dei temi chiave dell’edizione 2019 del Festival della Scienza, a cui l’Università di Genova partecipa con i suoi docenti e/o le sue strutture in una cinquantina di eventi del nutrito programma articolato in mostre, laboratori, confeenze, eventi speciali e spettacoli (www.festivalscienza.it)
