Per creare artificialmente l’oro, il platino e altri elementi più pesanti del ferro sarebbero necessari livelli estremi di densità, non riproducibili sulla Terra se non con una fusione nucleare. Gli scienziati si sono chiesti se esistano regioni dell’Universo dove si raggiungono tali condizioni.
A svelare il mistero è ora un team di scienziati provenienti da 18 Paesi, tra i quali Mattia Bulla dell’Università degli Studi di Ferrara, che è riuscito a osservare la fusione di due stelle di neutroni e assistere alla creazione di elementi pesanti grazie al Telescopio spaziale James Webb.
«Le stelle di neutroni sono oggetti estremamente compatti, aventi una massa simile a quella del nostro Sole, ma racchiusa in una regione di solo una ventina di km di diametro. La loro densità è così elevata che un cucchiaino di materia contenuta in queste stelle peserebbe 1 miliardo di tonnellate. Quando due di queste stelle compatte si trovano in un sistema binario e si avvicinano fino a scontrarsi, si vengono a creare condizioni tali da convertire neutroni liberi, presenti in grandi quantità in queste stelle, in oro, platino e altri elementi pesanti della tavola periodica» spiega il Professor Mattia Bulla, astrofisico del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università di Ferrara, tra gli autori dell’articolo.
A Unife il Professor Mattia Bulla si occupa di studiare i segnali provenienti dalle kilonove, ovvero le caratteristiche radiazioni emesse dal materiale espulso durante la fusione di due stelle:
ll Professor Mattia Bull, astrofisico del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra dell’Università di Ferrara, tra gli autori dell’articolo.
«La fusione di due stelle di neutroni è capace di rilasciare in pochi secondi una quantità di energia gigantesca, comparabile a quella che il nostro Sole avrà rilasciato al termine della sua lunga vita di miliardi di anni. Inoltre, il materiale espulso durante la fusione delle due stelle si espande a velocità prossime a quelle della luce ed emette una radiazione caratteristica che prende il nome di kilonova».
Tale rapidità fa sì, però, che il segnale di kilonova si affievolisca rapidamente e per questo fino a oggi è stato visto solo pochissime volte.
L’osservazione di questo segnale resa possibile dal telescopio spaziale James Webb ha catturato l’attenzione del team di scienziati guidato da Andrew Levan, della Radboud University in Olanda. Il team ha scoperto che all’interno del materiale espulso erano stati forgiati elementi pesanti.
La ricerca ha profonde implicazioni per quanto riguarda lo studio sull’origine degli elementi della tavola periodica, confermando che le fusioni di stelle di neutroni sono un luogo privilegiato per sintetizzare molti degli elementi pesanti che troviamo sulla Terra. Tra questi vi sono, ad esempio, il neodimio, indispensabile per il funzionamento dei nostri cellulari, e lo iodio, fondamentale per la salute dell’organismo umano.
L’articolo “Heavy element production in a compact object merger observed by JWST” è stato pubblicato su Nature.
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