venerdì 21 febbraio 2014

Cosa alimenta le stelle?

La risposta, almeno fra gli appassionati, è abbastanza nota. È la fusione nucleare, ovvero il processo tramite il quale da elementi semplici (idrogeno, elio, ecc.) si formano elementi più complessi producendo nel contempo energia che va in parte a sostenere le strutture stellari. 

Meno noto è forse invece che lo studio della catena di reazioni che si è trovato essere efficaci negli interni stellari ha generato una ricaduta inaspettata ed eccezionale allo stesso tempo. Le abbondanze degli elementi chimici che osserviamo nell'universo mostrano la traccia chiarissima delle reazioni di fusione stellari, ma per poter ricostruire l'arricchimento chimico dell'universo, come il processo viene chiamato, è necessario ipotizzare che le prime stelle si siano formate da una miscela di idrogeno ed elio pressoché puri, ed in percentuali relativamente precise. Una miscela che si può essere naturalmente formata se l'universo nei suoi primordi, ovvero prima che si formassero le prime stelle, ha sperimentato una fase di breve durata ma caratterizzata da grandi densità e temperature. Come dire le fasi immediatamente successive al fenomeno che noi chiamiamo oggi "big bang"!
La corrispondenza molto precisa delle abbondanze chimiche dell'universo con i risultati attesi per delle reazioni nucleari primordiali e poi successivamente quelle efficaci all'interno delle stelle è uno dei tre pilastri osservativi su cui si fondano le varie sfaccettature della teoria del big-bang. Le altre due, per inciso, sono l'osservazione del fondo cosmico di microonde e l'espansione delle galassie.

Tornando alla fusione nucleare all'interno delle stelle, uno degli aspetti più intriganti di tutto questo è che all'epoca della pubblicazione de "L'origine delle Specie" da parte di Charles Darwin, nel 1859, il dibattuto sulla reale età della Terra era estremamente sentito in quanto, ad esempio, i tempi necessari per l'evoluzione biologica erano ampiamente troppo lunghi per i meccanismi di sostentamento della luminosità solare che allora venivano ipotizzati. Era una critica nemmeno mal posta all'evoluzionismo biologico. Fu solo infatti diversi decenni dopo che divenne chiaro che il nostro mondo doveva esistere da almeno qualche miliardo d'anni, e che la fusione nucleare offriva un meccanismo plausibile per sostenerne la fonte di energia: il Sole.

Ma probabilmente l'aspetto più suggestivo, almeno a livello divulgativo, di tutta questa tematica è lo scoprire come letteralmente noi siamo "figli delle stelle". Gli elementi chimici di cui siamo composti sono stati sintetizzati, prima che il Sole ed il nostro sistema solare si formasse, all'interno di una stella di massa maggiore del nostro Sole. Questa, al termine della sua vita evolutiva, è quindi esplosa come supernova e ha "inquinato" il gas da cui il Sole si è formato di elementi pesanti. Elementi che circa 5 miliardi di anni dopo ritroviamo a formare la Terra e noi stessi.

Queste, ed altre tematiche, sono state argomento di una conferenza tenuta presso gli amichevoli locali del Planetario di Lecco su organizzazione del locale attivo gruppo astrofili (Deep Space) qualche settimana fa. 

Per chi fosse interessato le trasparenza della conferenza sono disponibili qui!