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Home » Cultura » Primi passi dell’Universo: trovata la firma chimica di una supernova primordiale esplosa con altissima energia

Primi passi dell’Universo: trovata la firma chimica di una supernova primordiale esplosa con altissima energia

Settembre 1, 2021 da redazione Lascia un commento

Pubblicato su The Astrophysical Journal Letters studio guidato da due ricercatrici dell’Università di Firenze associate all’Istituto Nazionale di Astrofisica che spiega i primi passi dell’Universo

The Sculptor dwarf galaxy is one of our Milky Way’s neighbouring dwarf galaxies. The Milky Way is, like all large galaxies, thought to have formed from smaller galaxies in the early days of the Universe.  These small galaxies should also contain many very old stars, just as the Milky Way does, and a team of astronomers has now shown that this is indeed the case. This image was composed from data from the Digitized Sky Survey 2.

La storia dei primi passi dell’Universo nello studio coordinato da università di Firenze

Nel profondo del tempo, quando l’Universo era ancora bambino, circa 13,5 miliardi di anni fa, da un mare calmo ed oscuro costituito solo da idrogeno ed elio, apparvero le prime stelle. Si pensa che le prime stelle fossero più massicce del nostro Sole e dunque destinate a morire esplodendo come supernovae e diffondendo nell’ambiente circostante i primi elementi chimici pesanti forgiati durante la loro evoluzione (carbonio, ossigeno, ferro, zinco…). La ricerca delle tracce delle prime stelle è ad oggi una delle frontiere più affascinanti dell’astrofisica e della cosmologia. Dal gas arricchito di elementi chimici derivanti dall’esplosione di quei primi astri sono infatti nate le stelle di seconda generazione. Di queste ultime, le stelle di piccola massa sono sopravvissute fino ai giorni nostri.

La ricerca di università di Firenze

In questo quadro si colloca la ricerca internazionale pubblicata su The Astrophysical Journal Letters da un team guidato dall’Università di Firenze, che ha portato ad identificare le tracce chimiche dell’esplosione di una prima supernova, di altissima energia, in una stella di seconda generazione, denominata AS0039, presente nella galassia nana di Sculptor, che gravita attorno alla nostra Via Lattea (“Zero-metallicity Hypernova Uncovered by an Ultra-metal-poor Star in the Sculptor Dwarf Spheroidal Galaxy”

Le dichiarazioni delle ricercatrici sullo studio

«Altre volte- hanno spiegato Asa Skuladottir e Stefania Salvadori, del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Firenze e associate all’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), che hanno guidato il lavoro- le ricerche hanno provato, attraverso lo studio delle tracce chimiche di stelle di seconda generazione, l’esistenza di stelle primigenie, ma finora tutti i dati analizzati hanno indicato che la stella primordiale progenitrice è deflagrata con una bassa energia di esplosione».  

I dettagli sulla stella e l’Universo

«In questo caso, invece, siamo in presenza di una stella secondaria dalle caratteristiche chimiche eccezionali– hanno proseguito le ricercatrici-  povera di ferro, AS0039 non è neanche ricca di carbonio ed ha una quantità estremamente bassa di magnesio rispetto ad altri elementi chimici più pesanti, come il calcio: in sostanza, è la stella più povera di elementi chimici pesanti mai scoperta al di fuori della nostra galassia. La spiegazione della sua unicità è che l’antichissimo fossile stellare studiato si è formato in un ambiente arricchito dai prodotti chimici rilasciati da una prima stella di circa 20 masse solari esplosa come “ipernova”, cioè con un’energia 10 volte superiore a quella di supernovae normali di massa analoga».

Le specifiche dello studio sui primi passi dell’Universo

La firma chimica di questo tipo di supernovae primordiali energetiche è una novità assoluta per gli studiosi: la rivista The Astrophysical Journal Letters ospita, in contemporanea, accanto allo studio di Skuladottir e Salvadori, un secondo lavoro che riguarda una stella dell’alone della Via Lattea. 

Le conclusioni

«Per giungere a questo fondamentale risultato – ha proseguito Stefania Salvadori – abbiamo usato il metodo della spettroscopia ad alta risoluzione e sono stati analizzati oltre 16.000 modelli di arricchimento da prime stelle. La ricerca ha coinvolto anche ricercatori di Svezia, Olanda, Gran Bretagna, Francia e Spagna e porta ad una fondamentale acquisizione – conclude Salvadori, vincitrice nel 2018 di uno starting grant dell’European Research Council (Erc) per il progetto Nefertiti sull’origine delle prime stelle e delle prime galassie -: lo studio dimostra che l’analisi dei fossili stellari ci permette non solo di determinare indirettamente la massa delle prime stelle, ma ci fornisce anche informazioni cruciali sull’energia delle prime esplosioni di supernovae. E quindi sui primi passi dell’Universo».

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