Scritto: Venerdì, 07 Ottobre 2022 15:00 Ultima modifica: Venerdì, 07 Ottobre 2022 15:24

Trovate le prove delle prime stelle nell'Universo?


Le primissime stelle potrebbero essere apparse quando l'Universo aveva solo 100 milioni di anni, o meno dell'1% della sua età attuale. Da allora, la rapida espansione dello spazio ha portato la loro luce nell'oblio.

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Trovate le prove delle prime stelle nell'Universo?
Crediti: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine

Ora però, un gruppo di ricercatori provenienti da Giappone, Australia e Stati Uniti ha analizzato la luce delle nuvole di materia attorno a un quasar distante, scoprendo che una "miscela distintiva di elementi pesanti" potrebbe provenire da un'unica fonte: una colossale supernova originata da una stella della prima generazione.

Tutte le stelle che possiamo osservare sono classificate come Popolazione I o Popolazione II, a seconda della loro età. Le stelle di Popolazione I sono più giovani e contengono gli elementi pesanti prodotti nelle stelle della precedente Popolazione II, più vecchie. Queste ultime includono stelle relativamente povere di metalli perché sono oggetti molto antichi che si sono formati nell'Universo primitivo, quando le frazioni di elementi diversi dall'idrogeno e dall'elio erano molto piccole. Le primissime stelle, indicate sotto il gruppo di Popolazione III, sono ancora più antiche e la loro esistenza va ricercata a distanze proibitive perfino per le più avanzate tecnologie moderne. E, finora, non abbiamo potuto far altro che ipotizzare la loro esistenza e accumulare indizi.

Gli scienziati pensano che queste prime stelle fossero super calde, luminose e massicce, forse centinaia di volte la massa del nostro Sole. In assenza di elementi pesanti generati dalle esplosioni di supernove, si presume fossero costituite principalmente da idrogeno e un po' di litio, materiali disponibili nel giovane Universo, nel gas primordiale rimasto dal Big Bang. Probabilmente, queste stelle conclusero la loro vita come supernove a instabilità di coppia, un tipo teorico di supernova possibile solo in stelle così massicce. A differenza di altre supernove, queste non lascerebbero resti come una stella di neutroni o un buco nero ma farebbero esplodere tutto il materiale verso l'esterno in una nuvola in continua espansione. Quelle esplosioni potrebbero aver seminato nello spazio interstellare gli elementi pesanti necessari per la formazione di mondi rocciosi come il nostro, consentendo la vita come la conosciamo.

Per gli astronomi sulla Terra, è molto difficile trovare quel mix di elementi che risulterebbe come una nube diffusa nell'Universo lontano e, potrebbe anche essersi trasformato in qualcos'altro. Per trovare segni di una tale concentrazione di polvere stellare, gli autori del nuovo studio hanno utilizzato i dati spettroscopici nel vicino infrarosso provenienti da uno dei quasar più lontani conosciuti: un tipo di nucleo galattico attivo, o il centro estremamente luminoso di una giovane galassia.
La luce di questo quasar ha viaggiato nello spazio per 13,1 miliardi di anni prima di raggiungere la Terra, osservano i ricercatori, il che significa che stiamo vedendo il quasar come appariva quando l'Universo aveva solo 700 milioni di anni.

Con una tecnica raffinata che prevede l'utilizzo dell'intensità della lunghezza d'onda per stimare la prevalenza degli elementi, i due astronomi Yuzuru Yoshii e Hiroaki Sameshima, entrambi dell'Università di Tokyo sono riusciti ad analizzare la composizione delle nuvole attorno a questo quasar, nonostante l'enorme distanza e le difficoltà di lettura degli spettri. L'analisi ha rivelato un rapporto stranamente basso tra magnesio e ferro nelle nuvole, che avevano 10 volte più ferro del magnesio rispetto al nostro Sole. Questo era un indizio, affermano i ricercatori, suggerendo che si trattava di materiale proveniente dalla catastrofica esplosione di una stella di prima generazione.
"Era ovvio per me che la supernova candidata per questo sarebbe stata una supernova a instabilità di coppia di una stella di Popolazione III, in cui l'intera stella esplode senza lasciare alcun residuo", ha detto il coautore Yuzuru Yoshii, astronomo dell'Università di Tokio.

Almeno un'altra potenziale traccia di una stella di Popolazione III è stata segnalata nel 2014, notano Yoshi e i suoi colleghi, ma sostengono che questa nuova scoperta sia la prima a fornire prove così forti. Tuttavia, saranno necessarie ulteriori indagini.
In ogni caso, queste osservazioni potrebbero non provenire tutte da quasar così lontani. Anche se non ci sono più stelle di Popolazione III rimaste nell'Universo, la longevità dei loro resti di supernova significa che le prove potrebbero nascondersi quasi ovunque, incluso l'Universo locale che ci circonda.

"Ora sappiamo cosa cercare; abbiamo un percorso da fare", ha affermato il coautore Timothy Beers, astronomo dell'Università di Notre Dame.

I risultati sono stati pubblicati su The Astrophysical Journal.

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Letto: 1484 volta/e Ultima modifica Venerdì, 07 Ottobre 2022 15:24

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Elisabetta Bonora

Nella vita lavorativa mi occupo di web, marketing e comunicazione, digital marketing. Nel tempo libero sono un'incontenibile space enthusiast e mamma di Sofia Vega.
Mi occupo di divulgazione scientifica, attraverso questo web, collaborazioni con riviste del settore e l'image processing delle foto provenienti dalle missioni robotiche. Appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro. Nel 2019 è uscito il mio primo libro "Con la Cassini-Huygens nel sistema di Saturno" (segui su LinkedIn le mie attività professionali).
Amo le missioni robotiche inviate nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

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