Polvere di stelle: atomi immortali

 Siamo polvere di stelle? Sì: gli atomi del nostro corpo hanno viaggiato lungo la galassia tramite un «nastro cosmico trasportatore»

di Roberto Cosentino

Gli atomi che compongono il nostro corpo, prima di finire sulla Terra, hanno viaggiato per tutta la galassia, grazie alle correnti cosmiche e ad un nastro cosmico trasportatore, secondo un nuovo studio

The Milky Way above the ELT site

«Siamo polvere di stelle» disse l'astronomo e divulgatore scientifico Carl Sagan nel 1980, nel suo libro Cosmos. Scienziato visionario, che diede un contributo importante nel corso delle esplorazioni spaziali (e anche alla narrativa fantascientifica), utilizzò quella frase per sottolineare la profonda connessione tra la razza umana (e la vita, in generale) con l'universo. A confermare sempre di più una frase tanto poetica quanto vera, un nuovo studio pubblicato il 27 dicembre 2024 sulla rivista The Astrophysical Journal Letter. Secondo la pubblicazione, la maggior parte degli atomi del nostro corpo ha lasciato la Via Lattea su un «nastro trasportatore cosmico» molto prima della nostra nascita, per poi farvi ritorno.

Lo studio

Gli atomi che compongono il nostro corpo vengono da molto lontano. Hanno probabilmente trascorso milioni di anni viaggiando per la Via Lattea su un cosiddetto «nastro trasportatore cosmico» prima di fare ritorno nella galassia, molto prima che si formasse il nostro Sistema Solare. Come ricorda la nuova ricerca, la maggior parte degli elementi dell'universo (esclusi idrogeno, elio e pochi altri) è stata creata dalle stelle, tramite processi come la fusione nucleare all'interno dei nuclei e in seguito alle esplosioni delle supernove. 

Questi processi disperdono i materiali creati nello spazio interstellare, che a loro volta diventano nubi che si condensano in nuove stelle, pianeti, satelliti, asteroidi, comete... fino alla vita e dunque agli esseri umani. Precedentemente gli scienziati ipotizzarono che la materia espulsa dalle esplosioni delle stelle vagasse lentamente nello spazio interstellare, prima di combinarsi in nuovi sistemi stellari. Ma la svolta arriva nel 2011. 

telescopio spaziale Hubble

Il telescopio Hubble.

Secondo i ricercatori, alcuni atomi, tra cui ossigeno, ferro e altri elementi, possono essere espulsi dalla galassia ospite tramite le supernove. Questi vengono poi catturati dalle correnti cosmiche, altrimenti note come mezzo circumgalattico. Per poi farne ritorno. Ovviamente questo è successo (e succede) anche nella nostra casa, la Via Lattea, per poi trasformarsi in nuovi materiali. 

Gli autori dello studio hanno dimostrato per la prima volta che anche gli atomi di carbonio possono essere riciclati attraverso le correnti cosmiche appena descritte. Gli scienziati consideravano improbabile questa eventualità, poiché ritenevano il carbonio troppo leggero affinché fosse espulso dalla galassia. Ma è stato dimostrato ora che il carbonio è uno degli elementi più abbondanti all'interno delle strutture extragalattiche. Tradotto, significa che «Lo stesso carbonio nel nostro corpo ha probabilmente trascorso una quantità significativa di tempo fuori dalla galassia», come afferma l'astrofisica dell'Università di Washington e coautrice dello studio, Jessica Werk. 

La scoperta grazie allo spettrografo di Hubbles

Anche altri atomi presenti in abbondanza nel nostro organismo, come l'ossigeno e il ferro, sono noti per essere trasportati per la galassia. Ed è probabile dunque che la maggior parte degli atomi nei corpi delle persone abbiano trascorso del tempo al di fuori della Via Lattea. Una scoperta resa possibile dai dati dello spettrografo Cosmic Origins del telescopio Hubble. Il suo compito è misurare come la luce di oggetti luminosi, alimentati da buchi neri attivi (i quasar) sia influenzata mentre passa attraverso il mezzo circumgalattico di diverse galassie in formazione stellare. 

La Via Lattea e la posizione del Sistema Solare (Esa/Afp)

Una riproduzione della Via Lattea e la posizione del sistema solare lungo i bracci. 

In alcuni casi, il carbonio può essere trovato fino a 400.000 anni luce di distanza dalla sua galassia ospite. Una misura talmente grande, che è difficile da immaginare. Solo la Via Lattea si distende per 105.700 anni luce. «Pensate al mezzo circumgalattico come a una grande stazione ferroviaria: spinge costantemente materiale fuori e lo richiama dentro» ha spiegato Samantha Garza, dottoranda all'Università di Washington e coautrice dello studio, in una dichiarazione.

L'importanza del mezzo circumgalattico

Il mezzo circumgalattico è fondamentale perché aiuta i ricercatori a capire come la materia viene distribuita e riutilizzata nell'universo. Le correnti cosmiche «probabilmente» permettono anche alle galassie di formare continuamente nuove stelle ed è un ruolo cruciale nell'evoluzione galattica. «Se si riesce a mantenere il ciclo attivo – spingendo materiale fuori e riportandolo dentro – teoricamente si ha abbastanza carburante per continuare la formazione stellare» ha aggiunto Garza. Capire come queste correnti rallentino e si esauriscano sarà quindi un elemento fondamentale per comprendere come le galassie, infine, muoiono.

11 gennaio 2025

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Quanto vivono l atomi?

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Gli atomi, in condizioni stabili, possono vivere per periodi di tempo estremamente lunghi, spesso considerati essenzialmente "immortali" nell'ambito delle nostre scala temporale umane. Tuttavia, la durata della vita di un atomo dipende da diversi fattori:

1. **Atomi Stabili**:

   - La maggior parte degli atomi degli elementi stabili, come quelli che compongono l'ossigeno, il carbone e il ferro, possono sopravvivere per miliardi di anni senza subire cambiamenti significativi. Questi atomi esistono da quando l'universo si è formato e continueranno ad esistere a meno che non vengano distrutti in situazioni estreme, come all'interno di stelle morenti o in collisioni ad alta energia.

2. **Decay degli Atomi Radioattivi**:

   - Gli atomi radioattivi, come l'uranio e il plutonio, hanno vita media definita dalla loro emivita. Ad esempio, l'uranio-238 ha un'emivita di circa 4,5 miliardi di anni. Ciò significa che, dopo questo periodo, metà degli atomi di uranio-238 sarà decaduta in un altro elemento. Questo decadimento è continuo fino a che non rimane una quantità trascurabile dell'isotopo originale.

3. **Protoni e la loro Eventuale Decadimento**:

   - Secondo alcune teorie avanzate della fisica delle particelle, i protoni, che costituiscono i nuclei atomici, possono avere una vita finita, sebbene enorme, stimata in un intervallo tra 10^31 e 10^36 anni. Tuttavia, questo decadimento non è stato ancora osservato, per cui i protoni sono generalmente considerati stabili entro i limiti della nostra comprensione attuale.

In sintesi, in assenza di forze estreme che alterino la loro struttura, gli atomi stabili possono vivere per tempi quasi infiniti, mentre gli atomi radioattivi decadranno secondo le loro specifiche emivite. La durata della vita di un atomo, quindi, dipende dalle sue proprietà intrinseche e dalle condizioni ambientali.

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Avete capito? Gli atomi sono praticamente immortali e noi siamo fatti di atomi.

Quale altra prova volete per dimostrare che siamo immortali?

Certo, se li atomi sono immortali, le configurazioni di atomi, come siamo noi, non è detto che lo siano. Quindi bisogna stare attenti a non perderci.