Simulata l'esplosione di una supernova per comprendere la formazione degli elementi

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Un gruppo di ricercatori ha riprodotto in laboratorio i meccanismi fisici e chimici che avvengono durante l’esplosione di una supernova, utilizzando uno speciale raggio agli ioni radioattivi.

La ricerca, pubblicata su Physical Review Letters, è stata condotta dal fisico Gavin Lotay dell'Università del Surrey nel Regno Unito, e ha permesso di osservare e misurare la “cattura” di protoni e la produzione di misteriosi isotopi chiamati p-nuclei durante il collasso di una supernova. A tal proposito, le supernove, pur rappresentando l’annientamento di una stella, sono fondamentali per l’evoluzione del nostro Universo. Infatti, costituiscono il principale meccanismo di arricchimento chimico delle galassie, promuovendo il rilascio di elementi basilari come carbonio, ossigeno e ferro. In questo senso, l’esplosione del nucleo genera un’energia tale da rilasciare elementi pesanti, tra i quali gli isotopi nucleo-p. Gli isotopi, come il leggero isotopo dell'uranio, sono atomi che mantengono il solito numero atomico, ma differiscono per il numero di massa a causa di un diverso quantitativo di neutroni presenti nel nucleo dell’atomo.

Gli isotopi nucleo-p sono carenti nel numero di neutroni, ma ricchi di protoni. Il modello teorico attualmente preferito per la loro formazione è il processo gamma, in cui gli atomi catturano protoni durante un evento energetico. Poiché un elemento chimico è definito dal numero di protoni, questo processo trasformerebbe l'elemento nel successivo della tavola periodica, generando un isotopo povero di neutroni. Le osservazioni sperimentali sono state ottenute utilizzando l'Isotope Separator and Accelerator II, per produrre un fascio radioattivo di atomi di rubidio-83. Per registrare e osservare i processi che si verificano nel raggio sono stati utilizzati lo spettrometro con soppressione della fuga di raggi gamma e lo spettrometro di massa a rinculo elettromagnetico.

A questo proposito i ricercatori hanno suggerito che i risultati indicano una produzione di isotopi nuclei-p di stronzio-84 coerente con il processo gamma. In questo senso, lo stesso Lotay ha affermato:” L'accoppiamento di una matrice di raggi gamma ad alta risoluzione con un separatore elettrostatico per misurare le reazioni del processo gamma, rappresenta una pietra miliare nella misurazione diretta dei processi astrofisici". A proposito di stelle, avete letto in nostro articolo sulla supernova più brillante di sempre?

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