Il Sole è oggi una stella matura e calma ma cosa possiamo dire della sua prima gioventù? Nato 4,6 miliardi di anni fa in seguito al collasso di una densa nube di gas e polveri, i suoi primi anni rimangono un vero mistero per noi, considerando che la Terra si è formata circa 50 milioni di anni più tardi. Risulta quindi difficile trovare materiali che risalgono ai primi giorni di vita del Sole.
Un nuovo studio, pubblicato su Nature Astronomy, ha preso in considerazione l’analisi di microscopici cristalli blu intrappolati in antiche meteoriti, cristalli così vecchi da poter rivelare com’era il Sole primitivo. E l’immagine che ne esce è quella di un Sole piuttosto turbolento e irrequieto: «Il Sole era molto attivo durante i suoi primi anni di vita, con eruzioni frequenti, ed emetteva un flusso più intenso di particelle cariche» dice Philipp Heck, professore all’Università di Chicago e coautore dello studio. «Quasi nulla nel Sistema Solare è abbastanza vecchio da confermare realmente l’attività del Sole primordiale, ma questi minerali provenienti dalle meteoriti nelle collezioni del Field Museum sono sufficientemente antichi. Probabilmente sono i primi minerali che si sono formati nel Sistema Solare».
I minerali che Heck e i suoi colleghi hanno osservato sono microscopici cristalli blu chiamati hibonite: la loro composizione reca segni distintivi delle reazioni chimiche possibili solo in presenza di un Sole fortemente attivo per ciò che riguarda l’emissione di particelle energetiche.
«Questi cristalli si sono formati oltre 4,5 miliardi di anni fa e conservano la registrazione di alcuni dei primi eventi che hanno avuto luogo nel nostro Sistema Solare. E anche se sono così piccoli – molti hanno un diametro di meno di 100 micron – sono in grado di trattenere i gas nobili altamente volatili prodotti dall’irradiazione del giovane Sole», spiega l’autrice principale Levke Kööp, post-doc all’Università di Chicago e affiliata al Field Museum.
Nei suoi primi giorni, prima che si formassero i pianeti, il Sistema Solare era costituito da un enorme disco di gas e polvere che spiraleggiava attorno al Sole. La regione più vicina alla nostra stella era molto calda, con temperature che superavano i 1.500 °C. Quando il disco protoplanetario iniziò a raffreddarsi, si formarono i primi minerali, tra cui i cristalli di hibonite blu, che contengono calcio e l’alluminio. Proprio questi atomi, sottoposti al bombardamento di particelle energetiche provenienti dal giovane Sole, si sono divisi in atomi più piccoli, neon ed elio. Questi gas nobili sono rimasti intrappolati all’interno dei cristalli per miliardi di anni. I cristalli di hibonite sono poi stati incorporati in rocce spaziali che alla fine caddero sulla Terra come meteoriti.
I ricercatori, nel tempo, hanno esaminato più volte le meteoriti alla ricerca dei segni di un giovane Sole attivo, ma senza trovare nulla. Però Kööp osserva: «Se gli scienziati non li hanno visti in passato, non significa che non fossero lì! Potrebbe semplicemente indicare che non avessero strumenti abbastanza sensibili per trovarli». E infatti lo strumento utilizzato da Kööp, Heck e colleghi ha fatto la differenza: un enorme spettrometro di massa all’avanguardia, in grado di rilevare l’elio e il neon rilasciati da un grano di hibonite colpito da un laser. «Abbiamo ottenuto un segnale sorprendentemente chiaro, che mostra la presenza di elio e neon: è stato sorprendente» afferma Kööp.
Il rilevamento di elio e neon fornisce la prima prova concreta dell’attività precoce del Sole, ma non solo: diversamente da altri indizi della forte attività del giovane Sole rispetto a oggi, la composizione dei cristalli di hibonite non consente altre buone spiegazioni. «È sempre bello vedere un risultato che può essere interpretato chiaramente. Più semplice è una spiegazione, maggiore è la fiducia che abbiamo in essa», dichiara Heck, e conclude: «Ciò che ritengo eccitante è che questo ci parla delle condizioni nel Sistema Solare primitivo e, infine, conferma un sospetto di vecchia data. Se comprendiamo meglio il passato, acquisiremo una migliore comprensione della fisica e della chimica del nostro mondo».
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