Ecco come si formano nello spazio gli elementi chimici necessari alla vita

 

 

Gli scienziati hanno osservato la creazione di rari elementi chimici nel secondo lampo di raggi gamma più luminoso mai visto, gettando nuova luce su come sono fatti gli elementi pesanti.

I ricercatori hanno esaminato il lampo di raggi gamma eccezionalmente brillante GRB 230307A, che è stato causato dalla fusione di una stella di neutroni.

L’esplosione è stata osservata utilizzando una serie di telescopi terrestri e spaziali, tra cui il telescopio spaziale James Webb della NASA, il telescopio spaziale a raggi gamma Fermi e l’osservatorio Neil Gehrels Swift.

Pubblicando i loro risultati su Nature (25 ottobre), il team di ricerca internazionale che comprendeva esperti dell’Università di Birmingham, rivela di aver trovato l’elemento chimico pesante tellurio, subito dopo dell’esplosione.

Altri elementi come lo iodio e il torio, che sono necessari per sostenere la vita sulla terra, sono probabilmente tra il materiale espulso dall’esplosione, nota anche come kilonova.

Il dottor Ben Gompertz, assistente professore di astronomia presso l’Università di Birmingham e co-autore dello studio, spiega: “I lampi di raggi gamma provengono da potenti getti che viaggiano quasi alla velocità della luce, in questo caso guidati da una collisione tra due stelle di neutroni. Queste stelle hanno trascorso diversi miliardi di anni a spiraleggiare l’una verso l’altra prima di scontrarsi per produrre il lampo di raggi gamma che abbiamo osservato nel marzo di quest’anno”.

Il sito di fusione è la lunghezza approssimativa della Via Lattea (circa 120.000 anni luce) al di fuori della loro galassia natale.

“La collisione di stelle di neutroni fornisce le condizioni necessarie per sintetizzare elementi molto pesanti, e il bagliore radioattivo di questi nuovi elementi ha alimentato la kilonova che abbiamo rilevato mentre l’esplosione svaniva. Le kilonovae sono estremamente rare e molto difficili da osservare e studiare, motivo per cui questa scoperta è così eccitante”.

GRB 230307A è stato uno dei lampi di raggi gamma più brillanti mai osservati, oltre un milione di volte più luminoso dell’intera Via Lattea messa insieme.

Questa è la seconda volta che singoli elementi pesanti sono stati rilevati utilizzando osservazioni spettroscopiche dopo la fusione di una stella di neutroni, fornendo informazioni preziose su come si formano questi elementi vitali necessari per la vita.

L’autore principale dello studio Andrew Levan, professore di astrofisica presso l’Università di Radboud nei Paesi Bassi, ha dichiarato: “Poco più di 150 anni da quando Dmitri Mendeleev ha scritto la tavola periodica degli elementi, ora siamo finalmente in grado di iniziare a riempire quegli ultimi spazi vuoti di comprensione, grazie al telescopio James Webb”.

GRB 230307A è durato 200 secondi, il che significa che è classificato come un lampo di raggi gamma di lunga durata.

Questo è insolito in quanto i brevi lampi di raggi gamma, che durano meno di due secondi, sono più comunemente causati da fusioni di stelle di neutroni. I lampi di raggi gamma lunghi come questo sono solitamente causati dalla morte esplosiva di una stella massiccia.

I ricercatori stanno ora cercando di saperne di più su come funzionano queste fusioni di stelle di neutroni e su come alimentano queste enormi esplosioni che generano elementi.

La dottoressa Samantha Oates, coautrice dello studio e ricercatrice post-dottorato presso l’Università di Birmingham (ora docente presso l’Università di Lancaster), ha dichiarato: “Solo pochi anni fa scoperte come questa non sarebbero state possibili, ma grazie al telescopio spaziale James Webb possiamo osservare queste fusioni in modo squisito”.

Il dottor Gompertz conclude: “Fino a poco tempo fa, non pensavamo che le fusioni potessero alimentare lampi di raggi gamma per più di due secondi. Il nostro prossimo compito è quello di trovare altre fusioni di lunga durata e sviluppare una migliore comprensione di ciò che le guida e se vengono creati elementi ancora più pesanti. Questa scoperta ha aperto la porta a una comprensione trasformativa del nostro universo e di come funziona”.