MISURANDO GLI ISOTOPI DI RUTENIO NELLE METEORITI

Con gli antineutrini nel cuore delle supernove

Uno studio pubblicato su Physical Review Letters propone un nuovo metodo per studiare i processi che avvengono in una esplosione di supernova. Utilizzando le meteoriti. L’idea è di cercare al loro interno isotopi di elementi radioattivi la cui produzione sia associata a una particolare particella: l’antineutrino elettronico

Orologi cosmici: possiamo stimare l’età degli elementi pesanti nel Sistema solare primordiale misurando le tracce lasciate nelle meteoriti da specifici nuclei radioattivi sintetizzati in alcuni tipi di supernove. Crediti: Naoj

Le supernove sono fra gli eventi più importanti e spettacolari dell’evoluzione di stelle e galassie, ma i dettagli di come tali esplosioni avvengano rimangono ancora in parte sconosciuti. Quando una stella massiccia muore, genera un’esplosione, nota appunto come supernova. Questa esplosione sparge la maggior parte della massa della stella nello spazio esterno, dove verrà successivamente riciclata in nuove stelle e pianeti, lasciando firme chimiche ben riconoscibili che – a saperle leggere – raccontano agli scienziati la cronaca dell’evento.

Un team internazionale di ricercatori, guidato da Takehito Hayakawa, visiting professor presso il National Astronomical Observatory giapponese (Naoj), ha proposto un nuovo metodo per studiare le esplosioni di supernova partendo dall’analisi delle meteoriti formate dal materiale rimasto dalla nascita del Sistema solare: meteoriti che, pertanto, preservano le firme chimiche originali di ciò che era presente prima del Sole.

Ma come funziona questo metodo inedito? Determina il contributo degli antineutrini elettronici nelle supernove misurando la quantità di 98Ru, un isotopo del rutenio, presente nelle meteoriti. Da questa quantità dovrebbe essere possibile stimare quanto del suo progenitore 98Tc – un isotopo con vita breve del tecnezio – fosse presente nel materiale da cui si è formato il Sistema solare. La quantità di 98Tc è a sua volta sensibile alle caratteristiche, come la temperatura, degli antineutrini elettronici presenti nel processo di supernova e alla quantità di tempo che passò tra la supernova e la formazione del Sistema solare. Le tracce previste di 98Tc sono poco al di sotto dei livelli minimi attualmente rilevabili e ciò aumenta le speranze che essi possano essere rilevati nel prossimo futuro.

«Esistono sei specie di neutrino», spiega Hayakawa, riferendosi alle tre famiglie – elettronico, muonico e tauonico – e alle loro antiparticelle. «Studi precedenti hanno dimostrato che gli isotopi del neutrino sono prevalentemente prodotti dalle cinque specie di neutrino diverse dall’antineutrino elettronico. Trovando un isotopo sintetizzato prevalentemente dall’antineutrino elettronico, possiamo stimare le temperature di tutte e sei le specie di neutrino, che sono importanti per comprendere il meccanismo dell’esplosione di una supernova».

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