L'universo, un grande produttore di metalli preziosi

Materiali come l'oro, l'argento, lo zirconio, il cadmio, il platino o lo stagno, molto apprezzati dall'uomo in gioielli o lingotti, sono prodotti in esplosioni legate a stelle di neutroni che li lanciano nello spazio dove si fondono con pianeti nella loro fase di formazione.

L'Universo è come un perfetto sistema di riciclaggio dove nulla finisce per andare perduto. Quando la Terra sarà mangiata dal Sole, ciò che rimarrà dei nostri atomi diventerà la prossima generazione di stelle.

Atomo è una parola di origine greca, che significa "non può essere tagliato" perché era considerato indivisibile, ma oggi si sa che è composto da diverse parti chiamate elettroni, protoni e neutroni. Questi a loro volta possono essere divisi nelle cosiddette particelle elementari, i quark.

A seconda della quantità di questi elementi, ricevono nomi diversi come idrogeno, elio, piombo, oro o magnesio, che è importante sapere perché il corpo umano, cioè noi, siamo composti da atomi come ossigeno (65%), idrogeno (9,5%) e calcio (1,5%), tra gli altri, principalmente i cosiddetti leggeri.

Questo implica che anche la Terra ha questi e altri, ma l'ossigeno predomina, seguito da silicio e alluminio. Tuttavia, quando si osserva il sistema solare, il più abbondante è l'idrogeno, seguito dall'elio, che è mille volte più abbondante dell'ossigeno, il che è interessante perché è qualcosa di relativamente recente, dato che è stato scoperto dopo la seconda guerra mondiale.

Come o da dove nascono questi elementi?

La risposta più accettata fino ad oggi è il Big Bang o una grande esplosione avvenuta 13 miliardi di anni fa quando esplose un universo precedente e all'inizio c'erano solo particelle elementari o quark che gradualmente si raffreddarono, si unirono e crearono protoni, neutroni, atomi di base: idrogeno, elio e litio... niente altro.

Allora, da dove vengono gli altri elementi? Qui la chiave sta nella formazione di gigantesche nubi di gas, principalmente idrogeno, dove ci sono regioni più dense che tendono a collassare (nel corso di milioni di anni) dando origine alle stelle.

All'interno di esse si generano reazioni nucleari che trasformano l'idrogeno in elio, rilasciano energia e le fanno diventare calde; cioè, è un'enorme fornace che produce elio per miliardi di anni; il Sole ha svolto questo lavoro per 4,5 miliardi di anni e attualmente ha più di questo elemento che di idrogeno.

Poiché il sole deve fondere sempre più elio, aumenterà la sua temperatura, produrrà carbonio e diventerà una gigante rossa. La sua dimensione, che attualmente è circa l'1% della distanza tra il Sole e la Terra (unità astronomica o AU), crescerà fino a due AU e il nostro pianeta sarà divorato.

Per la Terra, questo implica che la temperatura aumenterà, l'atmosfera evaporerà e in breve tempo i materiali che ci formano si fonderanno con il Sole, ma questo accadrà in 4,5 miliardi di anni, ha chiarito lo specialista nello studio dei raggi gamma e supernove.

Quando il lavoro di questa enorme fornace nucleare sarà finito, la stella diventerà una nana bianca e i materiali che ha prodotto (carbonio e ossigeno) voleranno via, come si osserva nelle nebulose planetarie.

Ma il Sole non è il più grande, ci sono stelle fino a 25 volte più massicce; cioè, hanno più massa, sono più calde, e possono produrre elementi più pesanti, come il neon, il silicio, e, infatti, di solito creano un nucleo di ferro nel loro centro.

Quando non possono più mantenere questo processo, aumentano di dimensioni e muoiono sotto forma di supernovae e, come ci si aspetta dalla stella, gettano questi elementi nello spazio, come si è visto nei resti della nebulosa del Granchio nota per essere esplosa nel 1054, come registrato dagli astronomi cinesi.

I più pesanti sono prodotti nelle cosiddette stelle di neutroni, le cui dimensioni potrebbero essere anche più piccole di Città del Messico, ma essendo altamente dense, un cucchiaino del loro materiale è pesante come un elefante.

Le più massicce vivono in coppia, il che permette il loro studio al di là dei diversi spettri di luce. Recentemente, il progetto LIGO ha iniziato ad analizzarli attraverso le onde gravitazionali che nel 2017 è stato in grado di catturare la fusione di due stelle di neutroni o kilonovae, come sono anche conosciuti, un processo in cui si formano elementi più pesanti del ferro.

Immaginate che in questo evento che è stato osservato nel 2017, più di una massa terrestre (la massa che compone la terra) di oro è stato prodotto, quindi immaginate la quantità di elementi pesanti che vengono prodotti in questi oggetti.