Dal meteorite Allende novità sulla nucleosintesi stellare

Si intitola Evidence for supernova injection into the solar nebula and the decoupling of r-process nucleosynthesis ed è stato pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Science.

Si tratta di un articolo molto interessante in cui un team congiunto di ricercatori, provenienti dal Lawrence Livermore National Laboratory e dall’Arizona State University, ha trovato tracce isotopiche di una supernova all’interno del meteorite Allende, una condrite carbonacea caduta sulla Terra nel 1969 nelle vicinanze della città di Allende a Chihuahua, Messico. Gli isotopi trovati differiscono da quelli che si trovano sulla Terra o sulla Luna, suggerendo una derivazione diretta da una supernova.

Una sezione del meteorite Allende. (Crediti: H. Raab / Wikipedia).

Allende è un pezzo della materia più antica di cui siamo in possesso. E’ quasi certo che questa meteorite si formò circa 4,57 miliardi di anni fa e che contenga delle inclusioni di dimensioni macroscopiche ricche di calcio e alluminio, le cosiddette CAI (Calcium Aluminium Inclusion). Ovviamente gli scienziati da tempo studiano la natura e la struttura di queste inclusioni o “granuli di materia”; ritengono siano i resti di una stella che terminò la sua vita prima che iniziasse la formazione del Sole, e non è impossibile che l’esplosione in supernova di questo corpo celeste sia stata la causa che ha innescato la formazione del Sistema Solare.

L’analisi isotopica dell’ossigeno presente nella CAI di Allende è stata già effettuata da tempo e ha mostrato che questi granuli di materia primordiale, in una fase tardiva della loro evoluzione, si trovavano in una nebulosa protoplanetaria caratterizzata da una composizione simile a quella dei materiali che hanno concorso alla formazione dei pianeti, una nebulosa diversa da quella in cui si erano aggregati all’inizio. Ora, in questo nuovo studio gli scienziati hanno analizzato tre processi, noti come processo p, R ed S, che concorrono alla formazione di tutta la materia più pesante del ferro – ad esempio, elementi come il nickel. 

Tutti e tre i processi hanno a che fare con la nucleosintesi: 1) Il processo-p (proton) è un processo di nucleosintesi che interessa il nucleo stellare durante l’esplosione di una supernova, ed è responsabile della creazione di atomi con un numero di protoni molto alto. 2) Il processo-R (Rapid) concorre alla formazione di circa la metà dei nuclei atomici ricchi di neutroni più pesanti del ferro. 3) Per l’altra metà dobbiamo volgerci al processo-S (Slow), o di cattura lenta dei neutroni, proprio delle stelle a bassa densità neutronica e di media temperatura. 

I ricercatori hanno trovato isotopi all’interno del meteorite Allende che si conformano al processo-R e questo suggerisce che il materiale isotopico molto probabilmente è nato direttamente dall’esplosione di una supernova. Il resto del meteorite (il guscio esterno) probabilmente si è formato dall’aggregazione dei detriti dell’esplosione, e si è dunque formato in un secondo momento.

Spiegata la genesi del Sistema Solare? Qualche passo avanti, forse. Le tesi presenti in questo articolo concordano con una delle ipotesi possibili, quella secondo cui il Sole si sarebbe formato da una supernova e che i pianeti siano il risultato della compattazione dei detriti derivati dall’evento. Altre ipotesi, però, credono che la potenza dell’evento iniziale debba essere superiore e ritengono ci siano state più supernove. Di fronte a queste domande gli studi sul meteorite Allende non saranno decisivi, tuttavia potranno aiutarci a chiarire meglio la geologia e la chimica  planetaria.