Rilevate molecole radioattive emesse in seguito a una fusione tra stelle

CK Vul
CK Vul

Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” descrive la scoperta di molecole di monofluoruro di alluminio (AlF) contenenti alluminio-26, un isotopo radioattivo di quest’elemento, nello spazio interstellare. Un team di astronomi ha utilizzato i radiotelescopi ALMA e NOEMA per rintracciare le sue origini nella stella variabile CK Vulpeculae (CK Vul), il risultato della fusione tra due stelle osservata dalla Terra tra il 1670 e il 1672 e chiamata Nova Vulpecola 1670. Si tratta della prima osservazione dell’alluminio-26 che porta all’identificazione della sua origine, avvenuta in un evento molto raro.

Nel 1670 una nuova stella, definita per quel motivo “nova”, divenne visibile nel cielo anche a occhio nudo e nel corso dei due anni successivi passò attraverso una serie di cambiamenti di luminosità. Quando essa cominciò definitivamente a calare, divenne necessario utilizzare un telescopio per vederla, un tipo di strumento allora all’avanguardia mentre quelli disponibili oggi permettono di studiare ancora i resti, chiamati CK Vul. Nel corso del tempo varie ipotesi hanno cercato di spiegare quella nova e forse quella corretta è stata riportata in un articolo pubblicato nel marzo 2015 sulla rivista “Nature”, che attribuiva quel fenomeno alla fusione tra due stelle.

Oggi gli studi astronomici vengono condotti non solo alle frequenze di luce visibile ma anche a molte altre frequenze dello spettro elettromagnetico, a seconda della necessità. Nel caso di CK Vul sono stati usati anche due radiotelescopi: ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), inaugurato nel marzo 2013, e NOEMA (NOrthern Extended Millimeter Array). Essi hanno permesso a un team guidato da Tomasz Kaminski dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di rilevare la “firma” chimica dell’alluminio-26, un isotopo radioattivo e instabile che decadrà nel magnesio-26.

Sulla Terra esiste l’alluminio-27, un isotopo stabile di quest’elemento. L’alluminio-26 invece non esiste sulla Terra perciò è stato necessario usare la firma dell’isotopo alluminio-27 per derivare dati accurati per l’alluminio-26. Quest’isotopo radioattivo era già stato rilevato nello spazio nel passato grazie alle sue emissioni di raggi gamma ma è la prima volta che è stato identificato direttamente perciò è stato possibile rintracciarne l’origine in CK Vul. L’alluminio-26 è risultato essere legato al fluoro formando monofluoruro di alluminio.

L’immagine in alto (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Kaminski; Gemini, NOAO/AURA/NSF; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton) mostra CK Vul con molecole radioattive di monofluoruro di alluminio emesse nello spazio visibili nella struttura arancione a doppio lobo al centro. L’immagine in rosso è la vista di ALMA, quella in blu è dell’Osservatorio Gemini.

L’immagine in basso (NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello) mostra un’impressione artistica della collisione tra due stelle come quella che ha formato CK Vul. Il riquadro illustra la struttura interna di una stella gigante rossa prima della fusione. Un sottile strato di alluminio-26, visto in marrone, circonda un nucleo di elio. Un involucro convettivo (non in scala) forma lo strato più esterno della stella e può mescolare i materiali dall’interno fino alla superficie ma non arriva mai all’alluminio-26. Per disperdere quell’elemento radioattivo è stata necessaria la fusione con un’altra stella.

La quantità di alluminio-26 stimata in CK Vul suggerisce che la quantità emessa in seguito a fusioni tra stelle non sia sufficiente a spiegare la stima della quantità totale esistente nella Via Lattea. Tuttavia, ALMA e NOEMA hanno potuto rilevare solo l’alluminio-26 legato al fluoro e potrebbe essercene altro in forma atomica che non è stato rilevato. È anche possibile che altre fusioni tra stelle abbiano portato all’emissione di una quantità maggiore di quest’isotopo.

In sostanza, questa ricerca rappresenta un passo avanti nella spiegazione della presenza di alluminio-26 ma il problema della sua quantità è tutt’altro che risolto. È anche possibile che la stima del numero di fusioni tra stelle sia errato. Strumenti dell’ultima generazione stanno offrendo molti nuovi dati su molti fenomeni cosmici che portano molte risposte ma anche nuove domande, in questo caso su elementi radioattivi nello spazio.

Collisione tra stelle
Collisione tra stelle

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