21/01/15

Il plutonio mancante *

Non è molto che abbiamo parlato di nucleosintesi stellare e dei processi necessari a formare elementi pesanti durante l’esplosione di una supernova. Si era stabilito che il più efficace era il cosiddetto processo r, quello di cattura neutronica veloce. In particolare, si concludeva che una supernova “normale” agisce attraverso di lui per dare il giusto contributo agli elementi pesanti sparsi nella nostra galassia.

Vi è un modo diretto per toccare con mano la quantità di elementi creati dalle supernove? La cosa migliore sarebbe possedere una gigantesca rete da calare nello Spazio e aspettare che la polvere stellare la raggiunga e si depositi su di lei, come tanti "pesciolini" provenienti da luoghi diversi della Via Lattea. Un miscuglio di tutto e di più che, però, dà un’idea abbastanza chiara di quello che avviene “in media” nello spazio galattico a noi abbastanza vicino.

Ovviamente, bisognerebbe essere sicuri che quello che viene catturato provenga dalle continue supernove e non sia qualcosa presente fin dalla costruzione della rete.  Si vuole sapere la produzione continua di elementi e non quanti elementi sono stati catturati in un singolo episodio molto antico.

Passiamo a una trattazione più concreta. La rete potrebbe essere la nostra Terra, che sicuramente viene investita continuamente da polvere cosmica. Tuttavia, bisogna riconoscere il materiale “fresco” da quello nato insieme al Sole e conservato per tanto tempo. E’, infatti, ovvio che sulla Terra vi siano elementi pesanti che si sono formati nell’esplosione di qualche antica supernova. E’ ovvio proprio perché non vi è altro modo per produrli! L’interesse è, invece, sul flusso che investe giornalmente la rete-Terra.

Difficile? Beh, sì, abbastanza… bisogna scegliere gli elementi giusti. Elementi che diano il segno di esistere solo per un tempo limitato. In poche parole, elementi radioattivi che decadano in tempi relativamente brevi. Dove cercarli? Sicuramente in fondo al mare dove tutto si deposita senza grossi disturbi esterni e segue un ritmo strettamente legato al tempo. Ossia, la polvere più giovane rimane in alto.

Così è stato fatto e i risultati sono estremamente interessanti. Si è raccolto tutto ciò che si è depositato negli ultimi 25 milioni di anni. Tra i tanti elementi studiati un’importanza particolare è stata data a un isotopo del Plutonio, il 244. Esso ha un tempo di dimezzamento di “solo” 81 milioni di anni. E’ quindi più che sicuro che tutto il Plutonio 244 che si trova nella rete sia stato prodotto in supernove recenti e non può essere un residuo della formazione terrestre. Recenti (poche centinaia di milioni di anni) e anche abbastanza vicine.

Il risultato più sorprendente è che la quantità di Plutonio 244 recuperato è circa 100 volte più scarso di quanto aspettato. Le conclusioni preliminari sembrano, quindi, indicare che le “normali” supernove non siano così efficaci nel produrre elementi pesanti. Il processo r non avrebbe a disposizione abbastanza neutroni (tra qualche giorno spero di parlare anche del decadimento beta) e necessiterebbe di una fabbrica neutronica ben più attiva.

Beh… perché non pensare a fenomeni molto particolari del tipo “all the neutroni you can eat!”, ossia le stelle di neutroni? L’idea è che certi elementi pesanti abbiano bisogno della fusione di due stelle di neutroni per dare luogo all’esplosione necessaria.

Insomma, alcuni elementi sarebbero  più "preziosi" di altri e verrebbero regalati sono attraverso fenomeni abbastanza rari. Ancora una volta, l'Universo sembra insegnarci che ogni cosa che avviene è dosata con cura, con attenzione e niente viene sprecato. Una linea d'azione estremamente "razionale". Come legare questa regolarità matematica con l'incertezza probabilstica della MQ? Un mistero non-mistero in cui sta forse tutta l'essenza del Cosmo. Il PI sembra sempre più la risposta a Tutto, sempre che si riesca a capire cosa voglia veramente significare...

Viva l'Universo e i suoi quiz continui!

L'articolo originario (QUI) è facilmente scaricabile e ... leggibile

Il deposito marino raccolto nel Pacifico a 4830 metri di profondità. Fonte: A. Wallner et al. Nat. Commun.2015.
Il deposito marino raccolto nel Pacifico a 4830 metri di profondità. Fonte: A. Wallner et al. Nat. Commun.2015.

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