{"id":9463,"date":"2021-01-09T18:41:38","date_gmt":"2021-01-09T17:41:38","guid":{"rendered":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=9463"},"modified":"2021-01-09T18:41:40","modified_gmt":"2021-01-09T17:41:40","slug":"nucleosintesi-la-ricetta-segreta-delle-supernove","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cielipiemontesi.it\/?p=9463","title":{"rendered":"Nucleosintesi, la ricetta segreta delle supernove"},"content":{"rendered":"\n

Un nuovo studio sul processo \u201ctre-alfa\u201d, guidato da ricercatori della Michigan State University, potrebbe rivoluzionare le conoscenze che stanno alla base dei processi di nucleosintesi che governano le supernove durante la loro drammatica esplosione. I risultati sono stati pubblicati su Nature<\/em><\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Cassiopea A \u00e8 un resto di supernova e si trova nella costellazione di Cassiopea. Credito: Nasa \/ Cxc \/ Sao<\/strong><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Una delle citazioni pi\u00f9 famose del noto scienziato e scrittore Carl Sagan<\/strong> era \u201cThe cosmos is within us. We are made of star-stuff<\/em>\u201d (\u201cL\u2019universo \u00e8 dentro di noi. Siamo fatti della stessa materia delle stelle\u201d).<\/p>\n\n\n\n

In effetti, i ricercatori concordano nel sostenere che quasi tutti gli atomi che compongono la Terra e ogni cosa su di essa, compresa la vita come noi la conosciamo, siano stati forgiati all\u2019interno delle stelle<\/em> e durante le catastrofiche esplosioni di supernova<\/em>, considerate le detonazioni pi\u00f9 importanti nell\u2019universo in quanto arricchiscono il mezzo interstellare di massa, energia e nuovi elementi chimici pesanti,<\/em> come il carbonio.<\/p>\n\n\n\n

Un nuovo studio<\/strong><\/a> pubblicato ieri su Nature<\/em> e guidato da ricercatori della Michigan State University<\/em> potebbe rivoluzionare le conoscenze che stanno alla base di questi processi di nucleosintesi, che avvengono all\u2019interno delle supernove durante la loro drammatica esplosione. Non solo: la scoperta ribalta una teoria che sta alla base della formazione di alcuni degli elementi pesanti presenti sulla Terra<\/em> e che spiega le quantit\u00e0 insolitamente elevate di alcuni isotopi del rutenio<\/strong><\/a> e molibdeno<\/strong><\/a>.<\/p>\n\n\n\n

\u00a0\u00ab\u00c8 sorprendente\u00bb, dice Luke Roberts<\/strong>, ricercatore presso la\u00a0Facility for Rare Isotope Beams<\/strong><\/a> (Frib) e il Dipartimento di fisica e astronomia della Michigan State University<\/strong><\/a>, \u00ababbiamo speso molto tempo per assicurarci che i risultati fossero corretti\u00bb. Roberts ha implementato il codice che il team ha utilizzato per modellare l\u2019ambiente all\u2019interno di una supernova<\/em>. I risultati pubblicati mostrano che le regioni pi\u00f9 interne delle supernove possono forgiare atomi di carbonio<\/strong><\/a> almeno dieci volte pi\u00f9 velocemente di quanto si pensasse in precedenza<\/strong><\/em>.\u00a0Questa creazione di carbonio avviene attraverso una reazione nota come processo tre-alfa<\/strong><\/a> (the triple-\u03b1 reaction<\/em>).<\/p>\n\n\n\n

\u00a0\u00abIl processo tre-alfa \u00e8, per molti versi, la reazione pi\u00f9 importante. Definisce la nostra esistenza\u00bb, spiega Hendrik Schatz<\/strong>, direttore del\u00a0Joint Institute for Nuclear Astrophysics<\/strong><\/a> \u2013 Center for the Evolution of the Elements. Forse nessun\u2019altra materia stellare \u00e8 cos\u00ec importante, per la vita sulla Terra, come il carbonio prodotto nel cosmo e sintetizzato all\u2019interno delle supernove durante il processo tre-alfa.<\/p>\n\n\n\n

Il processo inizia con le particelle alfa \u2013\u00a0 i nuclei degli atomi di elio<\/strong><\/a> \u2013 composte da due protoni<\/strong><\/a> e due neutroni<\/strong><\/a>. Durante i processi reattivi le stelle fondono insieme tre particelle alfa,\u00a0creando una nuova particella con sei protoni e sei neutroni e sintetizzando cos\u00ec la forma di carbonio pi\u00f9 comune dell\u2019universo. Ci sono altri isotopi prodotti da altri processi nucleari, ma questi costituiscono poco pi\u00f9 dell\u2019un per cento degli atomi di carbonio presenti sulla Terra.<\/p>\n\n\n\n

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Nel processo tre-alfa<\/strong> le stelle fondono tre nuclei di elio<\/strong> (a sinistra) per creare un singolo atomo di carbonio con un surplus di energia<\/strong>, noto come stato di Hoyle<\/strong>. Questo stato di Hoyle pu\u00f2 dividersi in tre particelle alfa o rilassarsi allo stato fondamentale del carbonio stabile rilasciando un paio di raggi gamma<\/strong> (al centro). All\u2019interno delle supernove, tuttavia, la creazione di carbonio stabile pu\u00f2 essere migliorata con l\u2019aiuto di protoni extra (a destra) che fluttuano<\/strong>. Crediti: Facility for Rare Isotope Beams<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

\u00abFondere insieme tre particelle-alfa di solito \u00e8 un processo inefficiente<\/em>\u00bb, osserva Roberts.\u00a0\u00abA meno che non ci sia qualcosa che aiuti\u00bb.\u00a0Il team Spartan<\/em> (Michigan State University), spiega che le regioni pi\u00f9 interne delle supernove possono essere ricche di protoni in eccesso,<\/em> pertanto la loro presenza pu\u00f2 facilitare e accelerare le reazioni del processo tre-alfa<\/em>. \u00abMa allo stesso tempo, accelerare la reazione del processo tre-alfa mette un freno alla capacit\u00e0 della supernova di creare elementi pi\u00f9 pesanti sulla tavola periodica<\/em>\u00bb, aggiunge Roberts.<\/p>\n\n\n\n

Gli scienziati, infatti, sono concordi da tempo sul fatto che le supernove, ricche di protoni, siano la fonte della sorprendente abbondanza sulla Terra di alcuni isotopi di rutenio e molibdeno<\/em><\/strong>,<\/em> che contengono pi\u00f9 di cento protoni e neutroni. \u00abNon ottieni quegli isotopi in altri posti\u00bb, nota Roberts. Tuttavia, stando al nuovo studio, questi isotopi probabilmente non vengono prodotti all\u2019interno delle supernove ricche di protoni<\/em>. \u00abQuello che trovo affascinante \u00e8 che ora bisogna trovare un altro modo per spiegare la loro esistenza. Non dovrebbero essere qui e con questa abbondanza\u00bb, dice Schatz<\/strong>, \u00abE non \u00e8 facile trovare alternative\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

 \u00abIn un certo senso \u00e8 un po\u2019 una delusione\u00bb, ammette Sam Austin<\/strong>, ideatore del progetto e professore emerito al Michigan State University. \u00abPensavamo di conoscere la fonte della loro origine, ma non la conosciamo ancora abbastanza bene.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Nessuna teoria esistente comprende ancora questa nuova scoperta e il team non ha soluzioni immediate all\u2019enigma. \u00abQualunque cosa succeda dopo [l\u2019esplosione], bisogna considerare gli effetti\u00a0accelerati causati dal processo tre-alfa<\/em>. \u00c8 un puzzle interessante\u00bb, spiega Schatz.<\/p>\n\n\n\n

Questo nuovo enigma sui processi che governano le supernove, secondo i ricercatori, avr\u00e0 un impatto sui prossimi esperimenti al Frib, e sebbene questo risultato contraddica le nozioni che sono alla base della creazione degli elementi chimici nell\u2019universo,<\/em> sono convinti che ricerche del genere alimenteranno la nuova scienza per una migliore comprensione dell\u2019universo.<\/p>\n\n\n\n

D\u2019altronde, \u00abil progresso arriva quando c\u2019\u00e8 una contraddizione\u00bb, ricorda Austin. \u00abAmiamo il progresso\u00bb, conclude Schatz. \u00abAnche quando distrugge una delle nostre teorie preferite.\u00bb<\/p>\n\n\n\n

Non ci resta che attendere nuovi sviluppi.<\/p>\n\n\n\n

Per saperne di pi\u00f9:<\/strong><\/p>\n\n\n\n