Quell'oro sul tuo anulare è stellare, e non solo in modo gratuito.

In una scoperta che potrebbe rovesciare la nostra comprensione della provenienza degli elementi pesanti della Terra come l'oro e il platino, una nuova ricerca di un fisico dell'Università di Guelph suggerisce che la maggior parte di esse è stata emessa da un tipo di esplosione stellare in gran parte trascurato, lontano nello spazio e nel tempo dal nostro pianeta.

Circa l'80% degli elementi pesanti nell'universo probabilmente si è formato in collapsar, una forma di esplosione di supernova rara ma ricca di elementi pesanti dal collasso gravitazionale del vecchio, stelle massicce tipicamente 30 volte più pesanti del nostro sole, ha detto il professore di fisica Daniel Siegel.

Questa scoperta ribalta la convinzione diffusa che questi elementi provengano principalmente da collisioni tra stelle di neutroni o tra una stella di neutroni e un buco nero, disse Siegel.

Il suo articolo, scritto in collaborazione con i colleghi della Columbia University, appare oggi sulla rivista Natura .

Usando i supercomputer, il trio ha simulato le dinamiche dei collapsar, o vecchie stelle la cui gravità le fa implodere e formare buchi neri.

Sotto il loro modello, massiccio, I collassar che ruotano rapidamente espellono elementi pesanti la cui quantità e distribuzione sono "sorprendentemente simili a quelle che osserviamo nel nostro sistema solare, " ha detto Siegel. È entrato a far parte dell'U di G questo mese ed è anche nominato al Perimeter Institute for Theoretical Physics, a Waterloo, Ont.

La maggior parte degli elementi trovati in natura sono stati creati nelle reazioni nucleari nelle stelle e infine espulsi in enormi esplosioni stellari.

Gli elementi pesanti trovati sulla Terra e altrove nell'universo da esplosioni di molto tempo fa vanno dall'oro al platino, all'uranio e al plutonio utilizzati nei reattori nucleari, a elementi chimici più esotici come il neodimio che si trova in articoli di consumo come l'elettronica.

Fino ad ora, gli scienziati pensavano che questi elementi fossero stati inventati principalmente in frantumi stellari che coinvolgevano stelle di neutroni o buchi neri, come in una collisione di due stelle di neutroni osservata dai rivelatori terrestri che ha fatto notizia nel 2017.

Ironia della sorte, disse Siegel, il suo team ha iniziato a lavorare per comprendere la fisica di quella fusione prima che le loro simulazioni indicassero i collapsar come una camera di nascita di elementi pesanti. "La nostra ricerca sulle fusioni di stelle di neutroni ci ha portato a credere che la nascita di buchi neri in un tipo molto diverso di esplosione stellare potrebbe produrre ancora più oro delle fusioni di stelle di neutroni".

Ciò che manca di frequenza ai collassari, compensano in generazione di elementi pesanti, disse Siegel. I Collapsar producono anche intensi lampi di raggi gamma.

"L'ottanta per cento di questi elementi pesanti che vediamo dovrebbe provenire da collapsar. I collapsar sono piuttosto rari in presenza di supernovae, ancora più raro delle fusioni di stelle di neutroni, ma la quantità di materiale che espellono nello spazio è molto più alta di quella delle fusioni di stelle di neutroni".

Il team ora spera di vedere il suo modello teorico convalidato dalle osservazioni. Siegel ha detto che strumenti a infrarossi come quelli del James Webb Space Telescope, previsto per il lancio nel 2021, dovrebbe essere in grado di rilevare radiazioni rivelatrici che puntano a elementi pesanti da un collapsar in una galassia molto lontana.

"Sarebbe una firma chiara, " Egli ha detto, aggiungendo che gli astronomi potrebbero anche rilevare prove di collapsar osservando le quantità e la distribuzione di elementi pesanti in altre stelle nella nostra galassia della Via Lattea.

Siegel ha affermato che questa ricerca potrebbe fornire indizi su come è iniziata la nostra galassia.

"Cercare di stabilire da dove provengono gli elementi pesanti può aiutarci a capire come la galassia è stata assemblata chimicamente e come si è formata la galassia. Questo potrebbe effettivamente aiutare a risolvere alcune grandi domande in cosmologia poiché gli elementi pesanti sono un buon tracciante".

Quest'anno ricorre il 150° anniversario della creazione da parte di Dmitri Mendeleev della tavola periodica degli elementi chimici. Da allora, gli scienziati hanno aggiunto molti più elementi alla tavola periodica, un punto fermo dei libri di testo e delle aule di scienze in tutto il mondo.

Riferendosi al chimico russo, Siegel ha detto, "Conosciamo molti più elementi che lui non conosceva. Ciò che è affascinante e sorprendente è che, dopo 150 anni di studio dei mattoni fondamentali della natura, non capiamo ancora come l'universo crei una grande frazione degli elementi nella tavola periodica".