Il carbonio nei nostri corpi ha forse lasciato la galassia tornando sul “nastro trasportatore” cosmico

Gli elementi pesanti che le stelle producono vengono spinti fuori dalla loro galassia ospite e nel mezzo circumgalattico attraverso le loro morti esplosive di supernove, dove possono eventualmente essere richiamati e continuare il ciclo di formazione di stelle e pianeti. “Lo stesso carbonio nei nostri corpi molto probabilmente ha trascorso una notevole quantità di tempo al di fuori della galassia!”

 

 

 

La vita sulla Terra non potrebbe esistere senza carbonio. Ma il carbonio stesso non potrebbe esistere senza le stelle.

Quasi tutti gli elementi, tranne l’idrogeno e l’elio, tra cui carbonio, ossigeno e ferro, esistono solo perché sono stati forgiati in fornaci stellari e successivamente gettati nel cosmo quando le loro stelle sono morte.

In un ultimo atto di riciclaggio galattico, pianeti come il nostro si formano incorporando questi atomi costruiti da stelle nella loro composizione, che si tratti del ferro nel nucleo della Terra, dell’ossigeno nella sua atmosfera o del carbonio nei corpi dei terrestri.

Un team di scienziati con sede negli Stati Uniti e in Canada ha recentemente confermato che il carbonio e altri atomi formati da stelle non vanno alla deriva nello spazio fino a quando non vengono utilizzati per nuovi usi.

Per le galassie come la nostra, che stanno ancora formando attivamente nuove stelle, questi atomi intraprendono un viaggio tortuoso.

Girano intorno alla loro galassia di origine su correnti giganti che si estendono nello spazio intergalattico.

Queste correnti, note come mezzo circumgalattico, assomigliano a giganteschi nastri trasportatori che spingono il materiale verso l’esterno e lo riportano all’interno della galassia, dove la gravità e altre forze possono assemblare queste materie prime in pianeti, lune, asteroidi, comete e persino nuove stelle.

“Pensate al mezzo circumgalattico come a una gigantesca stazione ferroviaria: spinge costantemente il materiale fuori e lo tira indietro”, ha detto il membro del team Samantha Garza, dottoranda dell’Università di Washington.

Gli elementi pesanti che le stelle producono vengono spinti fuori dalla loro galassia ospite e nel mezzo circumgalattico attraverso le loro morti esplosive di supernove, dove possono eventualmente essere richiamati e continuare il ciclo di formazione di stelle e pianeti”.

Garza è l’autore principale di un articolo che descrive questi risultati che è stato pubblicato il 27 dicembre sull’Astrophysical Journal Letters.

“Le implicazioni per l’evoluzione delle galassie e per la natura del serbatoio di carbonio disponibile per le galassie per la formazione di nuove stelle, sono eccitanti”, ha detto la coautrice Jessica Werk, professoressa dell’Università del Wisconsin e presidente del Dipartimento di Astronomia.

“Lo stesso carbonio nei nostri corpi molto probabilmente ha trascorso una notevole quantità di tempo al di fuori della galassia!”

Nel 2011, un team di scienziati ha confermato per la prima volta la teoria di lunga data secondo cui le galassie con formazione stellare come la nostra sono circondate da un mezzo circumgalattico e che questa grande nube circolante di materiale include gas caldi arricchiti in ossigeno.

Garza, Werk e i loro colleghi hanno scoperto che il mezzo circumgalattico delle galassie di formazione stellare fa circolare anche materiale a bassa temperatura come il carbonio.

“Ora possiamo confermare che il mezzo circumgalattico agisce come un gigantesco serbatoio sia per il carbonio che per l’ossigeno”, ha detto Garza.

“E, almeno nelle galassie con formazione stellare, suggeriamo che questo materiale ricada poi sulla galassia per continuare il processo di riciclaggio”.

Studiare il mezzo circumgalattico potrebbe aiutare gli scienziati a capire come questo processo di riciclaggio si attenua, cosa che alla fine accadrà per tutte le galassie, anche la nostra.

Una teoria è che un rallentamento o una rottura del contributo del mezzo circumgalattico al processo di riciclaggio possa spiegare perché le popolazioni stellari di una galassia diminuiscono per lunghi periodi di tempo.

“Se si riesce a mantenere il ciclo in corso, spingendo fuori il materiale e tirandolo indietro, allora teoricamente si ha abbastanza carburante per mantenere la formazione stellare”, ha detto Garza.

Per questo studio, i ricercatori hanno utilizzato lo spettrografo Cosmic Origins sul telescopio spaziale Hubble.

Lo spettrografo ha misurato il modo in cui la luce proveniente da nove quasar distanti – sorgenti di luce ultra-luminose nel cosmo – è influenzata dal mezzo circumgalattico di 11 galassie di formazione stellare.

Le letture di Hubble hanno indicato che parte della luce proveniente dai quasar veniva assorbita da un componente specifico nel mezzo circumgalattico: il carbonio, e molto di esso.

In alcuni casi, hanno rilevato carbonio che si estende per quasi 400.000 anni luce – o quattro volte il diametro della nostra galassia – nello spazio intergalattico.

La ricerca futura è necessaria per quantificare l’intera estensione degli altri elementi che compongono il mezzo circumgalattico e per confrontare ulteriormente come le loro composizioni differiscono tra le galassie che stanno ancora producendo grandi quantità di stelle e le galassie che hanno in gran parte cessato la formazione stellare.

Queste risposte potrebbero illuminare non solo quando le galassie come la nostra si trasformano in deserti stellari, ma anche perché.