Per decenni, il mistero sull’origine dell’oro più antico dell’universo è stato sufficiente a generare incertezza tra gli astrofisici. Le teorie più accreditate indicavano le collisioni tra stelle di neutroni come meccanismo responsabile della formazione dei metalli pesanti, compreso l’oro. Questo tipo di eventi, estremamente energetici, possono generare le condizioni necessarie per la sintesi di elementi complessi. Tuttavia, i tempi non coincidevano con la quantità di oro osservata oggi nell’universo.
Qual potrebbe essere l’origine dell’oro più antico dell’universo, secondo gli scienziati?
La scoperta di una nuova potenziale fonte ha dato una svolta al dibattito sull’origine dell’oro. I ricercatori hanno rianalizzato i dati provenienti dai telescopi della NASA e dell’Agenzia Spaziale Europea, concentrandosi su fenomeni astronomici che fino ad ora erano stati sottovalutati.
La chiave potrebbe essere in un particolare tipo di esplosioni associate alle cosiddette magnetar, una rara classe di stelle di neutroni.
Queste sono caratterizzate da un campo magnetico migliaia di volte più forte di quello di una normale stella di neutroni. Questi oggetti cosmici possono generare esplosioni brevi ma molto potenti di radiazioni, note come giganti flares.
Queste esplosioni si verificano durante i cosiddetti “starquakes”, una sorta di terremoti stellari. In alcuni casi, questi eventi possono espellere nello spazio materiale proveniente dalla crosta del magnetar.
Ed ecco ciò che ci interessa: questo materiale include elementi pesanti come l’oro.
L’ultima volta che una di queste esplosioni è stata registrata dalla Terra è stato nel 2004. All’epoca, gli strumenti rilevarono un debole segnale di raggi gamma che non fu completamente compreso. Oggi, quel segnale è interpretato come una possibile prova dell’espulsione di metalli pesanti.
Perché si ritiene che l’oro più antico dell’universo sia nato prima di quanto si pensasse?
Uno dei principali progressi dello studio è la stima che queste esplosioni potrebbero essersi verificate solo poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang.
Ciò implica che l’oro più antico dell’universo potrebbe aver avuto origine in un periodo molto più antico di quanto si ritenesse possibile.
Ecco alcuni punti salienti dello studio:
- Fino al 10% degli elementi più pesanti del ferro presenti nella Via Lattea potrebbero avere origine da questi eventi.
- Le condizioni estreme generate dai flare consentono un processo di formazione rapida di elementi pesanti, noto come processo r.
- Questo processo richiede un’enorme densità di neutroni, che può essere soddisfatta dalle esplosioni dei magnetar.
Il meccanismo sarebbe il seguente: gli atomi leggeri presenti nella crosta del magnetar assorbono più neutroni quasi simultaneamente. Questo sovraccarico genera instabilità nel nucleo atomico e innesca reazioni a catena.
Attraverso una serie di disintegrazioni nucleari, gli atomi aumentano il loro numero di protoni e si trasformano in elementi più pesanti, come l’oro.
Come hanno scoperto l’origine dell’oro?
Il team di ricerca ha lavorato su registrazioni risalenti a oltre 20 anni fa raccolte da telescopi spaziali. Questi archivi, che all’epoca non erano stati associati alla formazione di metalli pesanti, sono stati rianalizzati con nuovi modelli teorici.
Tra gli strumenti utilizzati spiccano:
- L’Osservatorio di raggi gamma Compton della NASA.
- Telescopi dell’ESA specializzati in radiazioni ad alta energia.
Guardando al futuro, la NASA prevede di lanciare nel 2027 la missione COSI (Compton Spectrometer and Imager), che si concentrerà sull’osservazione dei fenomeni energetici del cosmo, comprese possibili nuove esplosioni di magnetar. Questa missione potrebbe confermare definitivamente l’ipotesi sull’origine dell’oro più antico dell’universo.
Cosa ne pensa la comunità scientifica di questa scoperta?
Sebbene l’ipotesi sul ruolo dei magnetar sia promettente, non tutti gli scienziati sono convinti. La comunità astrofisica attende nuove osservazioni che aiutino a confermare i risultati.
Nel frattempo, lo studio ha riaperto il dibattito sulla cronologia e sui processi di formazione degli elementi pesanti nelle prime fasi dell’universo.
Dal 2017, quando è stata osservata per la prima volta una collisione tra stelle di neutroni con presenza di oro nel segnale luminoso, si riteneva che questo tipo di eventi spiegasse gran parte dell’oro rilevato.
Tuttavia, come citato nella rivista The Astrophysical Journal Letters, tali processi non sarebbero avvenuti abbastanza presto da giustificare la presenza di oro nell’universo primitivo.
Il nuovo modello basato sulle esplosioni di magnetar non intende escludere altre fonti, ma aggiungere un tassello mancante al puzzle. Se confermato, potrebbe modificare il modo in cui si comprende l’evoluzione chimica dell’universo sin dalle sue prime fasi.
