Astri & particelle
di Roberto Battiston
Professore ordinario di fisica sperimentale all’Università di Perugia
www.robertobattiston.it
La stella impossibile
Una stella piccola e antichissima mette in crisi i modelli di formazione stellare
ESO/S. Brunier
I
mmaginate di affacciarvi alla finestra e vedere un picco­ clei iniziali si trasforma in energia che viene irradiata: la massa del
lo dinosauro attraversare la strada. Pensereste di sogna­ nucleo finale è più piccola della somma delle masse iniziali e i nu­
re o di essere finiti in un film di Spielberg. Più o meno è cleoni che lo formano (protoni e neutroni) si trovano ad avere una
quello che è successo a un gruppo di astronomi che si so­ energia di legame più grande (negativa) di quanto avessero all’in­
no imbattuti in una «stella impossibile», un astro che se­ terno dei nuclei più leggeri.
condo i criteri dei modelli della formazione stellare si colloca nel­
A causa della repulsione coulombiana dovuta alle cariche elet­
la zona proibita.
triche dei protoni all’interno del nucleo, questa propensione alla fu­
Si tratta di SDSS J102915+172927, una piccola stella della co­ sione deve essere però «incoraggiata» da un ambiente caratterizzato
stellazione del Leone, una dei milioni che formano il nostro alo­ da altissime temperature e pressioni, condizioni caratteristiche dei
ne galattico. Così piccola che è stato possibile studiarla solo con il nuclei stellari. Il valore dell’energia di legame nucleare dei nucleo­
potentissimo Very Large Telescope dell’ESO
e con i suoi spettrografi che permettono di
analizzare le righe spettrali della luce per
analizzare la sua composizione nucleare. Più
piccola del Sole, ha una composizione nu­
cleare anomala, essendo fatta praticamente
solo di idrogeno ed elio. La frazione di ele­
menti più pesanti, quelli che gli astrofisici
chiamano «metalli», è almeno 20.000 volte
minore che nel Sole, caratteristica delle pri­
me stelle che si sono formate dopo la fine
del periodo di oscurità che ha caratterizzato
i primi 200 milioni di anni dopo il big bang
e dopo la ricombinazione degli elettroni con
i nuclei atomici prodotti nella nucleosinte­
si primordiale, idrogeno, elio e tracce di litio.
L’età di questa stella è quindi incredibilmen­
te alta: più di 13 miliardi di anni, pratica­
mente l’età dell’universo.
I modelli attuali prevedono però che, a
causa della composizione chimica del mezzo
interstellare, le prime stelle dovessero essere
molto più grandi, milioni di masse solari, per
cui questa piccola stella risulta anomala. Co­
Dal Cerro Paranal. La stella SDSS J102915+172927 è talmente piccola che solo
me se non bastasse, anche la frazione di li­
gli spettrografi del potentissimo Very Large Telescope dell’ESO sono riusciti a studiarla.
tio risulta essere 50 volte più bassa di quel­
la prodotta nel big bang, e non si capisce quale possa essere stato ni, vale a dire la profondità della buca del potenziale nucleare che
il meccanismo in grado di eliminare il litio nel corso della lunghis­ garantisce una fusione stabile e fortemente esoenergetica fra nuclei
sima vita della nostra stellina. Un vero rompicapo, che obbligherà più leggeri, cresce mano a mano che ci avviciniamo al ferro e poi
gli scienziati a rivedere almeno in parte i modelli di formazione ed inizia a diminuire al crescere del numero atomico. Per questo moti­
evoluzione stellare, anche perché è molto probabile che di stelle del vo la sintesi dei nuclei più pesanti, che sono più fragili di quelli leg­
genere ce ne siano in giro molte altre.
geri e allo stesso tempo richiedono temperature e pressioni più ele­
Ma su che cosa si basa il motore nucleare alla base della nucleo­ vate per formarsi, avviene solo nelle fasi terminali di un’esplosione
sintesi stellare senza cui non potrebbero esistere i 98 elementi della stellare piuttosto che nel corso della sua evoluzione.
tabella di Mendeleev che possono esistere naturalmente sulla Ter­
L’evoluzione stellare si basa quindi su precise combinazioni di
ra, e quindi in ultima analisi la Terra e tutto ciò che contiene? Su reazioni nucleari. Un modello piuttosto accurato, che ora viene
una predisposizione dei nuclei leggeri a fondersi per formare nu­ messo in discussione dalla presenza da questa piccola Matusalem­
clei stabili più pesanti. In questo processo, parte della massa dei nu­ me delle stelle.
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