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‘Fossili’ stellari nelle meteoriti

Si sono formati all’interno di antiche stelle, scomparse addirittura prima della nascita del Sole, e costituiscono una sfida per gli astrofisici che cercano di tracciarne l’identikit: sono granelli scoperti in alcune meteoriti ancora incontaminate, testimoni di un passato molto lontano. Queste particelle pre-solari sono al centro di uno studio appena pubblicato su The Astrophysical Journal Letters (articolo: “New multielement isotopic compositions of presolar SiC grains: implications for their stellar origins”); la ricerca, coordinata dal Dipartimento di Fisica dell’Università di Washington-St. Louis, ha visto la partecipazione di alcuni scienziati italiani (Sergio Cristallo -Inaf/Infn, Maurizio Busso – Infn/Università di Perugia e Sara Palmerini – Infn/Università di Perugia).

Il gruppo di lavoro ha cercato di determinare il tipo di stella all’origine dei granelli e ha utilizzato NanoSims (Nanoscale secondary ion mass spectrometry), uno spettrometro di massa all’avanguardia; con questo strumento sono stati misurati gli isotopi di alcuni elementi (azoto, alluminio e magnesio) presenti nei granelli costituiti da carburo di silicio. Utilizzando un innovativo generatore di ioni al plasma, gli scienziati sono stati in grado di visualizzare i campioni con una migliore risoluzione spaziale che ha consentito l’individuazione di materiali estranei.

I granelli pre-solari, infatti, sono stati incorporati nelle meteoriti per oltre 4 miliardi di anni e talvolta, sulla loro superficie, si sono sedimentate altre sostanze. Il team della ricerca, con la nuova tecnica, ha scoperto la contaminazione da alluminio su una di queste particelle ed è riuscito in seguito a ottenere ‘firma’ della stella da cui ha avuto origine, includendo solamente i segnali provenienti dal suo nucleo. Successivamente, i ricercatori hanno trattato i granelli con un fascio di ioni per far emergere le loro superfici più interne e incontaminate e svolgere l’analisi degli isotopi; ad esempio, hanno riscontrato che la proporzione degli isotopi dell’azoto nello stesso granello era aumentata notevolmente dopo l’azione degli ioni.

I rapporti isotopici possono essere misurati raramente nelle stelle, con le eccezioni degli isotopi del carbonio e dell’azoto. Infatti, i dati dello studio relativi a questi isotopi nei granelli pre-solari li collegano direttamente a vari di tipi di stelle di carbonio, in cui sono avvenuti processi di combustione dell’idrogeno a temperature superiori alle aspettative. L’articolo include anche una significativa indagine sull’isotopo radioattivo alluminio-26, un’importante fonte di calore durante l’evoluzione dei giovani pianeti agli albori del Sistema Solare. L’attività di laboratorio ha determinato quanto alluminio-26 è stato prodotto dalle stelle ‘genitrici’ dei granelli studiati e ha evidenziato che nei modelli le previsioni per questo isotopo sono troppo elevate.

Gli autori del saggio ritengono che la loro ricerca possa essere utile per costruire nuovi modelli stellari e per migliorare la conoscenza della storia dell’Universo e dell’evoluzione degli oggetti celesti.

(Crediti immagine: Nasa, Nan Liu and Andrew Davis)

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