Viaggio nel tempo a bordo della polvere di stelle

Immagine al microscopio elettronico di un granello di polvere (di un micron) estratto da un meteorite primitivo: gli esperti hanno trovato del carburo di silicio (in basso a destra). Questi grani di polvere si sono formati più di 4,6 miliardi di anni fa dai resti delle supernove di tipo II. Crediti: Nasa e Larry Nittler

Chi direbbe mai che da piccolissimi granelli di polvere stellare (della grandezza di un micron) si possa ricostruire parte della storia del nostro Universo! Ebbene, è possibile. E alcuni astronomi del Carnegie’s Department of Terrestrial Magnetism hanno cercato di spiegare, in uno studio pubblicato su Science Advances, come e quando si siano formati particolari grani di polvere ricchi di carbonio che vengono estratti da molte meteoriti. L’analisi dimostra che questi grani si sono formati dall’emissione di supernove almeno due anni dopo l’esplosione della stella: la polvere stellare viene sparsa nello spazio per essere incorporata – miliardi di anni dopo – in nuovi sistemi stellari, come è accaduto nel nostro Sistema solare.

Le loro ricerche si sono concentrate sulle supernove di tipo II, esplosioni di stelle dieci volte più massicce del Sole: esplosioni che producono abbondanti quantità di polvere, ma come e quando è ancora un mistero. Per arrivare alla soluzione, i ricercatori non hanno usato potenti telescopi, ma sofisticati microscopi all’interno dei laboratori.

Questi minuscoli grani di polvere si sarebbero formati 4,6 miliardi di anni fa dalle “ceneri” di esplosioni drammaticamente affascinanti come quelle delle supernove, e sarebbero rimasti incastonati (o, per meglio dire, intrappolati) all’interno di meteoriti i cui detriti oggi possiamo studiare sulla Terra. Nei granelli di polvere estratti da una meteorite primitiva è stato trovato carburo di silicio, materiale che già conosciamo e utilizziamo in quanto estremamente leggero, duro, resistente, rigido e termicamente stabile. I grani di carburo di silicio d’origine spaziale giunti fino a noi si sono formati oltre 4,6 miliardi di anni fa dalle ceneri di precedenti generazioni di stelle della galassia, per poi rimanere intrappolati nelle meteoriti una volta giunti nel Sistema solare (così come altri elementi chimici alla base della nostra vita… i famosi “mattoni” originari della vita).

«Poiché questi grani presolari sono letteralmente polvere di stelle che può essere studiata in dettaglio in laboratorio», spiega Larry Nittler, uno dei coautori dello studio, «permettono di indagare una serie di processi astrofisici». Per questo studio, il team ha analizzato la formazione di polvere nelle supernova misurando gli isotopi in rari grani di carburo di silicio presolare con composizioni indicanti che si sono formati in supernova di tipo II. Gli esperti della Carnegie si sono concentrati su un isotopo raro di titanio, il titanio-49, perché è il prodotto del decadimento radioattivo del vanadio-49, che si forma durante le esplosioni di supernova e decade in titanio-49 con un’emivita di 330 giorni. La quantità di titanio-49 incorporata nei grani di polvere di supernova dipende, quindi, da quanto tempo è trascorso dall’esplosione di supernova alla formazione del grano: è così che gli autori dello studio hanno potuto stabilire che i grani devono essersi formati almeno due anni dopo l’esplosione.

«Il processo di formazione dei grani può avvenire continuativamente per anni, e la polvere si forma gradualmente nel corso del tempo, il che è in linea con le osservazioni di quantità variabili di polveri che circondano i siti di esplosioni stellari», ha specificato il primo autore dell’articolo, Nan Liu. «Studiando le sorgenti di questa polvere, possiamo saperne di più sulla storia dell’Universo e su come evolvano al suo interno vari oggetti stellari».

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Fonte: Viaggio nel tempo a bordo della polvere di stelle