AME IN THE SKY WITH DIAMONDS

Polvere di diamante nella culla delle stelle

Per la prima volta dopo vent’anni è stata individuata la sorgente delle microonde anomale, radiazioni emesse in alcune regioni della Via Lattea da nanoparticelle in velocissima rotazione. Secondo gli autori di uno studio pubblicato oggi su Nature Astronomy a produrle sarebbero particelle di diamante

Rappresentazione artistica di diamanti su scala nanometrica attorno a una giovane stella della Via Lattea. Crediti: S. Dagnello, Nrao/Aui/Nsf

Sarebbero i diamanti – e non gli idrocarburi aromatici policiclici (Pahs), come ritenuto fino a oggi – i principali indiziati per l’emissione della cosiddetta anomalous microwave emission (Ame), una debole e anomala luce microonde prodotta in alcune regioni della nostra galassia. Sì, diamanti, avete letto bene. Ma in questo caso si tratta di cristalli con dimensioni nanometriche: nanodiamanti, appunto. Così piccoli che un punto tipografico, su una pagina stampata, ha un diametro pari a circa mezzo milione di queste infinitesimali particelle.

Insomma, a regalarli non ci si fa una gran figura. E non solo per le dimensioni. «Un nanodiamante stellare è chimicamente identico a un diamante terrestre incastonato su un anello. Tuttavia, mi aspetto che abbia molti più difetti rispetto a un diamante terrestre», spiega infatti a Media Inaf Fabrizio Nestola dell’Università di Padova, esperto di mineralogia, e in particolare di diamanti. «In laboratorio è possibile creare diversi tipi di diamanti: sia diamanti simili a quelli considerati preziosi in gioielleria, sia nanodiamanti, cosa quest’ultima molto più complicata perché è necessario utilizzare vere e proprie detonazioni controllate per raggiungere lo scopo».

Ma torniamo ai nostri diamanti spaziali. Come sono stati scoperti? Anzitutto, osservando la regione dei dischi protoplanetari intorno a tre stelle molto giovani (V892 Tau, Hd 97048 e Mwc 297, la prima con il Green Bank Telescope e le altre due con l’Australia Telescope Compact Array), gli autori dello studio hanno rilevato segni inequivocabili di altrettante sorgenti di luce Ame. «Si tratta della prima rivelazione di microonde anomale provenienti da dischi protoplanetari», nota David Frayer, astronomo del Green Bank Telescope e coautore dell’articolo.

Dai dati è però emerso anche che la tipologia di luce infrarossa proveniente da queste sorgenti, i dischi protoplanetari appunto (strutture discoidali di gas e polveri in rotazione intorno a una stella o a una protostella), coincideva perfettamente con il profilo di luce prodotta dai nanodiamanti. Ora, considerando che altri dischi protoplanetari osservati nel Sistema solare, pur esibendo la firma della presenza di idrocarburi aromatici policiclici, non mostrano alcuna traccia di microonde anomale, l’ovvia deduzione è stata che non siano i Pahs i responsabili di queste emissioni misteriose nella nostra galassia. Sembra invece che i responsabili più probabili siano proprio i diamanti idrogenati (ossia arricchiti di atomi di idrogeno), formatisi nei dischi protoplanetari.

«È un metodo investigativo alla Sherlock Holmes: eliminate tutte le altre possibili cause», spiega Jean Greaves, astronoma dell’Università di Cardiff, «ora possiamo dire con ragionevole sicurezza che il miglior candidato per l’origine di questo bagliore a microonde è proprio la presenza di nanodiamanti intorno a queste stelle di recentissima formazione».

In base alle osservazioni, gli astronomi hanno anche stimato che una quantità di carbonio fino all’1-2 per cento del carbonio totale presente in questi dischi abbia contribuito a formare i nanodiamanti. Particelle che, come ogni diamante, sono il prodotto di un arrangiamento periodico tridimensionale di atomi di carbonio (gli stessi presenti nella grafite di una matita, ma organizzati nello spazio in modo diverso) cristallizzato a pressioni e temperature molto elevate.

Sebbene negli ultimi decenni gli indizi della presenza di nanodiamanti nei dischi protoplanetari fossero andati aumentando, questa è la prima volta in cui si riesce a stabilire una connessione chiara fra nanodiamanti ed emissione anomala a microonde.

Per saperne di più: