Gli astronomi hanno identificato un “fossile” stellare all’interno del nostro vicinato cosmico che offre uno sguardo raro sull’alba dell’universo. La stella, denominata SDSS J0715-7334, è straordinariamente pura e non contiene quasi alcun “metallo”, il termine astronomico per qualsiasi elemento più pesante dell’idrogeno e dell’elio.
Questa scoperta è significativa perché fornisce un’impronta chimica della primissima era di formazione stellare, aiutando gli scienziati a colmare il divario tra il Big Bang e il complesso universo ricco di metalli in cui viviamo oggi.
Alla ricerca della prima generazione
Per capire perché questa stella è così speciale, bisogna guardare indietro all’universo primordiale. Dopo il Big Bang lo spazio era una fitta nebbia di plasma. Fu solo circa 300.000 anni dopo che l’universo si raffreddò abbastanza da consentire ai protoni e agli elettroni di formare idrogeno ed elio neutri.
Da questi gas primordiali nacquero le primissime stelle, conosciute come Popolazione III. Queste stelle erano massicce, vivevano incredibilmente velocemente e morivano in violente esplosioni di supernova. Queste esplosioni furono le prime “fabbriche” dell’universo, forgiando elementi più pesanti come carbonio, ossigeno e ferro e disperdendoli nello spazio.
Poiché le stelle della Popolazione III hanno vissuto una vita così breve, non sono mai state osservate direttamente. Invece, gli astronomi vanno a caccia di stelle di Popolazione II : stelle più vecchie e di piccola massa che si sono formate dal gas “inquinato” lasciato dalle prime supernove. Studiando queste stelle di seconda generazione, gli scienziati possono lavorare a ritroso per comprendere le proprietà delle prime stelle che ormai sono perdute nel tempo.
Una scoperta da record
La scoperta di SDSS J0715-7334 è stata quasi casuale. Mentre conduceva osservazioni di routine utilizzando lo Sloan Digital Sky Survey (SDSS), un team guidato dal cosmologo Alexander Ji dell’Università di Chicago si è trovato affascinato dalla stella. Quella che doveva essere un’osservazione di 10 minuti si è trasformata in un’immersione profonda di tre ore.
I risultati furono sconcertanti:
– Purezza estrema: la metallicita’ della stella e’ solo lo 0,005% di quella del Sole.
– Basso contenuto di ferro da record: Il suo contenuto di ferro è 40 volte inferiore a quello del precedente detentore del record per la stella più povera di ferro conosciuta.
– Carenza di carbonio: In particolare, la stella ha una quantità incredibilmente bassa di carbonio.
Risolvere un mistero sul raffreddamento cosmico
La mancanza di carbonio è l’aspetto più intrigante di questo ritrovamento. Nell’evoluzione dell’universo, il carbonio e l’ossigeno agiscono come “refrigeranti”. Affinché le nubi di gas possano collassare e formare stelle, hanno bisogno di disperdere calore; il carbonio è altamente efficiente in questo processo.
La chimica di SDSS J0715-7334 suggerisce un processo di formazione intermedio unico:
1. C’era troppo poco carbonio per il metodo di raffreddamento standard utilizzato dalle stelle successive.
2. Tuttavia, c’era abbastanza “polvere cosmica” – le ceneri rimaste delle prime supernovae di Popolazione III – per aiutare il gas a collassare.
Ciò suggerisce che la stella si sia formata in una rara era di transizione, utilizzando piccole quantità di polvere per facilitare la nascita delle stelle in un ambiente ancora in gran parte incontaminato.
Dove cercare dopo
È interessante notare che SDSS J0715-7334 non sembra essere originario della Via Lattea. Il suo movimento suggerisce che abbia avuto origine nella Grande Nube di Magellano, una galassia nana che orbita attorno alla nostra.
Ciò fornisce una nuova tabella di marcia per la ricerca futura. Gli astronomi ritengono che le galassie satelliti più piccole, come le Nubi di Magellano, possano contenere una concentrazione molto più elevata di queste stelle ultra-povere di metalli rispetto alla stessa Via Lattea.
“C’è ancora molto da fare per capire cosa stava realmente accadendo in quell’epoca… Abbiamo solo scalfito la superficie.” — Kevin Schlaufman, Università Johns Hopkins
Conclusione: Trovando una stella composta quasi interamente da idrogeno ed elio, gli astronomi hanno scoperto un raro ponte chimico con l’universo primordiale, rivelando come le prime tracce di polvere cosmica abbiano contribuito a modellare le stelle che seguirono.
