E luce fu, su questo non ci piove. Avvenne 4,567 miliardi di anni fa, giorno più giorno meno. Da allora la nostra amata stella – seppur fra alti e bassi, come ben sa chi è reduce dalle ferie in questa pigra estate – non ha più smesso di brillare. Ma prima? Cosa c’era, dalle nostre parti, prima che s’accendesse il Sole? Quali passaggi hanno scandito la preistoria del Sistema solare?
Per ricostruire il racconto prenatale della nostra stella e dell’ambiente in cui s’è formata, un gruppo di ricercatori guidato da un’astrofisica italiana, Maria Lugaro, s’è avvalso d’una serie di cosmocronometri, una sorta d’orologi naturali recapitati sulla Terra a bordo di meteoriti. Orologi il cui regolarissimo ticchettio, prodotto dal decadimento radioattivo di particolari isotopi, ha permesso di assegnare con precisione una data e una durata alle fasi principali di quell’era oscura – in senso letterale – in cui il Sole ancora doveva venire alla luce.
Ricerca coordinata da un’astrofisica italiana, dicevamo, ma da anni residente all’estero. Nata e cresciuta a Torino, dove si è laureata e dove tutt’ora vivono i suoi amici e la sua famiglia, Maria Lugaro si è poi trasferita per il dottorato in Australia, a Melbourne, dove ora è ricercatrice presso il Monash Centre for Astrophysics. E dove noi di Media INAF l’abbiamo raggiunta per farci raccontare cos’ha scoperto.
Nel vostro articolo citate due date chiave della preistoria del Sistema solare: 100 milioni di anni e 30 milioni di anni prima che il Sole si accendesse. Cos’è accaduto di così importante in quelle due occasioni?
«Cento milioni di anni prima della nascita del Sole è stato aggiunto alla materia del Sistema solare l’ultimo pizzico di argento, oro, e platino. Circa l’1% dell’oro presente negli anelli che portiamo al dito arriva da quest’ultima iniezione di elementi preziosi da parte di una supernova».
E la seconda tappa, invece?
«Trenta milioni di anni prima della sua nascita è stato incorporato, nella materia del Sistema solare, l’ultimo 1% delle terre rare, quelle che che costituiscono una parte essenziale dei nostri smart phones. Elementi provenienti da una gigante rossa. Siamo riusciti a determinare queste date perché, insieme all’oro e alle terre rare, queste stelle hanno prodotto nuclei radioattivi i cui decadimenti possono essere utilizzati come cronometri per determinare i tempi scala di queste ultime iniezioni».
Fra questi nuclei utilizzabili come cronometri naturali, nel vostro studio ne citate uno del quale non si sente parlare spesso: l’afnio. Di che si tratta? Perché proprio l’afnio? Cos’ha di speciale per comprendere la storia del Sole?
«L’afnio, come elemento, è usato nell’industria dell’elettronica. Ma il tipo di afnio che interessa a noi è diverso: è radioattivo e non esiste sulla Terra, a meno di non venire prodotto artificialmente. Il nucleo dell’afnio ha sempre 72 protoni, ma può avere numeri diversi di neutroni. In particolare, se ha 110 neutroni vive solo 9 millioni di anni prima di decadere e di trasformarsi da afnio-182 a tungsteno-182. Ed è esattamemte questo decadimento che ci ha permesso di ottenere i tempi scala dell’ultima aggiunta di terre rare alla materia del Sistema solare».
E questo a che risultati ha portato?
«Siamo riusciti a datare a non più di 30 milioni di anni una delle ultime iniezioni di elementi da parte di stelle nella materia del Sistema solare. Ciò significa che stiamo cominciando a capire cos’è successo prima che si formasse il Sole, come e dove. La nostra stima non esclude che il Sole possa essere nato in una nebulosa insieme a migliaia di altre stelle. In definitiva, stiamo cominciando a capire le circostanze che hanno portato alla nascita della nostra stella e del nostro Sistema solare. E questo ci aiuterà anche a comprendere la formazione di altri sistemi planetari».
Tornando qui sulla Terra: continuerà a far ricerca in Australia, o c’è anche l’Italia nel suo futuro?
«Be’, a fine anno mi trasferirò a Budapest, grazie al supporto dell’Accademia delle Scienze ungherese. Quanto all’Italia, per ora ho ottenuto l’abilitazione come professoressa universitaria di seconda fascia. Vedremo se si presenterà un’opportunità concreta per tornare».
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Per saperne di più:
- L’articolo su Science: “Stellar origin of the 182Hf cosmochronometer and the presolar history of solar system matter“, di Maria Lugaro, Alexander Heger, Dean Osrin, Stephane Goriely, Kai Zuber, Amanda I. Karakas, Brad K. Gibson0, Carolyn L. Doherty, John C. Lattanzio e Ulrich Ott
Articolo interessante, non sapevo di questo metodo di datazione. In gamba questa Maria.