Il mistero di un meteorite svela la storia dell’origine del sistema solare


Il pannello di sinistra mostra una sezione trasversale del denso nucleo della nube (arancione) che sta per essere colpito da un’onda d’urto di supernova (verde scuro) che si muove verso il basso a 40 km/sec. Il gas e la polvere della nube molecolare (giallo e verde chiaro) che circonda il nucleo della nube a sinistra viene spazzato via dal fronte d’urto, come mostrato a destra dopo 63.000 anni, quando il nucleo della nube è stato schiacciato dal fronte d’urto formando il proto-sole e il disco protoplanetario su una scala molto più piccola di quella che può essere rappresentata qui. Il riquadro è lungo circa 1/3 di parsec.

Il violento evento che probabilmente ha preceduto la formazione del nostro sistema solare è la soluzione a un annoso mistero sui meteoriti, secondo un nuovo lavoro di Alan Boss della Carnegie pubblicato su The Astrophysical Journal.

La materia prima con cui è stato costruito il nostro sistema solare è stata dispersa quando l’onda d’urto di una supernova esplosa ha iniettato materiale in una nube di polvere e gas, facendola collassare su se stessa. In seguito a questo evento, la maggior parte della materia iniettata fu attirata gravitazionalmente al centro del vortice, dove l’intenso accumulo di pressione permise l’inizio della fusione nucleare e la nascita del Sole. La giovane stella era circondata da un disco rotante di gas e polveri rimanenti, dal quale si sono formati i pianeti e gli altri corpi del sistema solare, alcuni dei quali si sono poi disgregati formando asteroidi e meteoriti.

Il mistero nasce dallo studio della composizione isotopica dei meteoriti, che possono essere utilizzati come laboratorio per verificare le teorie sulla formazione e l’evoluzione del sistema solare“, spiega Boss.

Gli isotopi sono versioni di elementi con lo stesso numero di protoni, ma con un numero diverso di neutroni. A volte, come nel caso degli isotopi radioattivi, il numero di neutroni presenti nel nucleo può rendere l’isotopo instabile. Per ottenere la stabilità, l’isotopo rilascia particelle energetiche che alterano il suo numero di protoni e neutroni, trasmutandolo in un altro elemento, chiamato isotopo figlio.

Aggiunge Boss: “Poiché sappiamo esattamente quanto tempo impiega questo processo per i diversi isotopi radioattivi, la misurazione della quantità di prodotti figlie nei meteoriti può dirci quando, e possibilmente come, si sono formati“.

Ad esempio, l’isotopo del ferro con peso atomico 60 viene prodotto in quantità significative solo dall’esplosione di una supernova e impiega 2,6 milioni di anni per far decadere la metà degli atomi – il cosiddetto “tempo di dimezzamento” – nel suo isotopo figlio, il cobalto-60. Pertanto, quando si trovano quantità significative di cobalto-60 in meteoriti primitive chiamate condriti carbonacee, ciò indica ai ricercatori che la materia prima con cui è stata costruita la condrite conteneva i resti di un’esplosione di supernova avvenuta solo un paio di milioni di anni prima della sua formazione.

Il record della condrite può essere usato per confermare la storia dell’origine della supernova per il nostro sistema solare. Ma altri meteoriti meno primitivi e non carbonacei non hanno questa composizione di ferro-60, il che significa che il materiale da cui si sono formati non ha avuto origine da un’esplosione stellare.

Quindi, da dove proviene?

Non è stata offerta alcuna spiegazione fisica per questo drammatico cambiamento“, ha detto Boss.

Boss ha affinato modelli sofisticati sulla formazione del nostro sistema solare per diversi decenni ed è stato uno degli ideatori della storia dell’iniezione di supernova. Estendendo il periodo di tempo riflesso nelle sue simulazioni, è stato in grado di dimostrare che, dopo aver innescato il collasso che ha rifornito le condriti di ferro-60, il fronte d’urto della supernova spazza via la polvere interstellare oltre il disco risultante e accelera la protostella risultante a una velocità di diversi chilometri al secondo. Questo è sufficiente a spingere il giovane sole a incontrare una nuova chiazza di materiale interstellare impoverito di ferro-60 e di altri isotopi generati dalla supernova entro un milione di anni.

Dopo aver lavorato sul problema dell’innesco e dell’iniezione delle supernove fin dalla metà degli anni ’90, è stato sorprendente poter finalmente collegare questo modello alle prove della meteorologia spaziale”, ha concluso Boss. “Questo racconto si chiude con un bel fiocco“.

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