A2C - Salerno

La rivista Nature ^[1] ha pubblicato il 08/05/2019 uno studio condotto dalla Columbia University e dalla Università di Guelph sulla simulazione, effettuata nel centro di ricerca Ames della NASA, in merito alla formazione degli elementi chimici per accrescimento. Dalla simulazione risulta che l'80% degli elementi pesanti del sistema solare, come i progenitori Uranio 238 e Thorio 232, si sono probabilmente formati dall'esplosione di una stella, probabilmente una supernova, antecedente al sole e di massa 30 volte maggiore di quest'ultimo. Questi elementi si sono poi addensati in nubi di polveri e probabilmente, congiuntamente ad altri fenomeni, hanno permesso la formazione del sistema solare.

In particolare, dalla simulazione al computer si è constatata la produzione di elementi mediante la rapida acquisizione di neutroni (processo r) partendo dalle osservazione delle onde gravitazionali dell'evento GW170817, dove si era osservato un disco di accrescimento residuo attorno al buco nero appena nato.
Per confermare questa tesi, occorrerà attendere le osservazioni infrarosse del telescopio spaziale NASA "James Webb" in orbita dal 2021. Si prevede che tramite questo telescopio orbitale si possano rilevare le radiazioni infrarosse provenienti dai gas emessi dalle esplosioni di supernove, confermando tale firma di spettro.

Il Sole si è formato circa 5 miliardi di anni fa ed è collocato all'interno del Braccio di Orione, un braccio secondario della spirale galattica, ed orbita attorno al centro della Via Lattea a circa 26000 anni luce di distanza e con un tempo di rivoluzione di circa 225-250 milioni di anni.

Da tali studi, risulta quindi probabile che più di 5 miliardi di anni fa, degli elementi pesanti nati per rapida acquisizione di neutroni (processo r), tra cui l'Uranio 238, si sono stratificati in nubi insieme ad elementi leggeri (come l'idrogeno) e hanno portato alla formazione del sole e del sistema solare.

Il motivo per cui oggi abbiamo ancora abbondanti quantità di elementi pesanti in natura è che i tempi di dimezzamenti di alcuni di questi elementi progenitori sono notevoli. In particolare, il progenitore del Radon, l'Uranio 238 ha un tempo di dimezzamento di 4,5 miliardi di anni, per cui dal tempo della sua creazione ha poco più che dimezzato la sua quantità. Di conseguenza, risulta probabile, che il Radon, provenendo dal serbatoio del U-238 formato dall'esplosione della supernova, continuerà ad esistere ancora per molti miliardi di anni.

[1] Fonte: Nature 569, 241–244 (2019) - Collapsars as a major source of r-process elements - Daniel M. Siegel, Jennifer Barnes & Brian D. Metzger : https://www.nature.com/articles/s41586-019-1136-0