10:31 20 Ottobre 2020
Scienza e tech
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Un team di scienziati dell'Agenzia Spaziale Europea ha dichiarato che il loro studio sulla prima generazione di stelle si è concluso senza successo, senza cioè essere riusciti a trovarne. Eppure la teoria dice che dovrebbero esserci.

Per capire l’importanza della scoperta, anzi in questo caso della non scoperta, sarà necessario fare un passo indietro. Molto indietro, diciamo almeno 13 miliardi di anni.

Le stelle non sono altro che ammassi di plasma che generano energia nel proprio nucleo attraverso processi di fusione nucleare. E’ proprio questa fusione nucleare che ha permesso la formazione di tutti gli elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio presenti nell’Universo. Questo processo si chiama nucleosintesi. Nelle stelle vengono prodotti tutti gli elementi chimici tranne l'idrogeno, che fa da carburante iniziale. L'elio, benché prodotto in quantità, è già presente nell'Universo in grandi percentuali, e la massa apportata dalle stelle è contenuta. Tutti gli altri elementi, compresa la grande maggioranza degli atomi che compongono il nostro pianeta, e noi stessi, sono stati prodotti dalle stelle a partire dalla sindesi dell’idrogeno passando man mano a elementi sempre più pesanti.

Stelle di Popolazione I

Il nostro Sole è una stella chiamata di Popolazione I. Una stella cioè formata da nubi di gas contaminate dai metalli prodotti dalle stelle di popolazione II più vecchie e più ‘pure’. Dopo la loro morte, avvenuta per esplosione, tali stelle rilasciarono i prodotti della loro combustione, nucleosintesi, consistenti appunto in elementi più pesanti. Le stelle di Popolazione I sono composte sì da idrogeno ed elio ma contengono anche elementi più pesanti e metalli presenti in tracce.

Stelle di Popolazione II

Le stelle di Popolazione II sono più antiche del nostro Sole, rappresentano diciamo un antenato della nostra stella. Sono stelle estremamente povere di metalli perché sono oggetti molto antichi che si sono formati nell'universo primitivo, quando questo conteneva frazioni piccolissime di elementi diversi dall'idrogeno e dall'elio. Tuttavia una piccola percentuali di metalli pur la contengono.

Stelle di popolazione III

Eccoci arrivati al punto. Se le stelle di Popolazione II una percentuale di metalli, pur piccola (0,1% contro il 2-3% della Popolazione I) la contengono, allora per essere sicuri di trovarci di fronte ad una stella di prima generazione assoluta bisognerà individuarne almeno una completamente priva di metalli e assolutamente ‘pura’.

Solo quella saremo sicuri potrà essere definita una stella nata appena dopo il Big Bang, quando cioè nell’Universo non esistevano i metalli perché proprio le stelle non li potevano ancora aver prodotti con la nucleosintesi. Quelle sono appunto le ipotetiche ‘Stelle di Popolazione III’ che la scienza è convinta debbano per forza esistere ma nessun telescopio al mondo ha ancora individuato.

Come si cerca una stella tanto antica da essere per forza già scomparsa

La domanda sorge spontanea: ma se il Big Bang gli scienziati calcolano sia avvenuto circa 13,7 miliardi di anni fa, come facciamo a trovare una stella così vecchia se una stella di terza generazione come il nostro Sole dura massimo 5 miliardi di anni?

E’ logico pensare che le prime stelle formatesi si siano già anche spente. La risposta è semplice quanto paradossale – basta osservarle. Si perché esistono galassie distanti da noi almeno 13 miliardi di anni luce e questo significa che quando le osserviamo vediamo come erano 13 miliardi di anni fa perché quello è il tempo che la loro luce ha impiegato per arrivare da noi.

Ma è proprio questo il punto – gli scienziati dell’Agenzia Spaziale Europa, come ammesso nel sito stesso dell’ente e come presto verrà pubblicato anche sulla rivista mensile della Royal Astronomical, pur osservando con il telescopio Hubble queste galassie più lontane e pur sfruttando tutte le possibili lenti gravitazionali, sono riusciti a trovare solo stelle che gli spettrometri segnano come ‘Popolazione II’.

Cosa significa?

Significa intanto che poco dopo il Big Bang (per ‘poco’ si intende mezzo miliardo di anni) esistevano già stelle che avevano prodotto metalli per nucleosintesi. Ma significa anche che per trovare le primissime stelle bisognerà andare ancora più indietro nel tempo. A quel punto però ci si dovrà chiedere com’è possibile che subito dopo il Big Bang potessero essersi già formate delle stelle in piena regola considerato comunque i tempi di formazione. Oppure significa che c’è ancora qualcosa che non quadra in tutta la teoria.

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