Ecco l’esplosione più potente dell’universo: l’ipernova magnetorotazionale

Gli elementi più pesanti nell’universo di solito si formano tramite le fusioni di stelle di neutroni. Tuttavia è stato scoperto che gli elementi più pesanti esistevano già nelle primissime fasi dell’universo, dopo il big bang. Si tratta di un periodo durante il quale gli eventi legati alla formazione di stelle di neutroni e alla loro fusione non avrebbero avuto il tempo di avvenire. Dunque come si sono formati questi elementi pesanti? Proprio per rispondere a questa domanda è stato pubblicato un nuovo studio su Nature.

Elementi pesanti possono formarsi anche dalle ipernove magnetotazionali

Il nuovo studio suggerisce che parte degli elementi pesanti che oggi vediamo si siano formati non dalla fusione di stelle di neutroni ma tramite il collasso e poi l’esplosione di una stella di almeno 25 volte la massa del nostro sole e con un fortissimo campo magnetico nonché in rapida rotazione. Come spiegano David Yong e Gary Da Costa, gli autori dello studio, su The Conversation, si tratta di un evento esplosivo che poi è stato denominato dagli scienziati ipernova magnetotazionale.

Prova di questa potentissima esplosione

E la prima prova di un’esplosione del genere arrivata proprio con questo studio: i ricercatori hanno analizzato una antica stella, denominata SMSS J2003-1142. Questa stella si trova nell’alone della Via Lattea, una regione periferica della nostra galassia di natura sferica che la circonda. Secondo i ricercatori immani esplosioni come queste, addirittura 10 volte più energiche di una supernova, possono portare alla formazione di alcuni degli elementi più pesanti tra cui uranio e forse anche oro.
Osservata per la prima volta nel 2016 tramite l’Osservatorio Europeo Meridionale in Cile, la stella contiene poco ferro, cosa che indica che a livello chimico è piuttosto “primitiva”. Gli elementi che si trovano in questa stella, secondo i ricercatori, sono stati creati da una stella “madre” pochissimo tempo dopo il Big Bang.

La stella “madre”

Analizzando SMSS J2003-1142 è possibile acquisire diverse ed importanti informazioni su questa stella ha “madre”. I ricercatori, notando quantità molto elevata di azoto, zinco ed altri elementi pesanti come uranio e europio, sono giunti alla conclusione che la stella madre era in rapidissima rotazione e che quando è collassata su sé stessa ha prodotto un’esplosione all’incirca 10 volte più potente di quella di una supernova. Si entra, dunque, nel campo delle cosiddette “ipernove”, esplosioni molto più potenti delle supernove.
Nello specifico l’esplosione della stella madre può essere categorizzata come ipernova magnetorotazionale.

Le ipernove magnetotazionali sono fonte importante di elementi pesanti

E proprio queste tipologie di esplosioni, secondo ricercatori, probabilmente sono una fonte importante di produzione degli elementi più pesanti che vediamo nell’universo. Deve essere così perché le fusioni di stelle di neutroni, pur potendo produrre gli stessi elementi pesanti, avrebbero impiegato molto più tempo per creare la quantità di elementi pesanti che oggi vediamo il nostro universo.
Inoltre, come i ricercatori hanno osservato, in SMSS J2003-1142 si trovano anche elementi come il calcio e quest’ultimo dovrebbe essere stato prodotto da fonti “aggiuntive”, come una supernova normale. Uno scenario possibile ma molto improbabile rispetto a quello dell’ipernova magnetorotazionale.

Note e approfondimenti

  1. r-Process elements from magnetorotational hypernovae | Nature (IA) (DOI: 10.1038/s41586-021-03611-2)

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