Mappati gli elementi alla base della vita

Affermare che “siamo polvere di stelle” può anche essere un cliché, ma è un fatto innegabile che la maggior parte degli elementi essenziali per la vita si siano formati nelle stelle. “Per la prima volta possiamo studiare la distribuzione di elementi nella nostra galassia” afferma Sten Hasselquist della New Mexico State University. “Gli elementi che misuriamo includono gli atomi che costituiscono il 97 percento della massa del corpo umano”.

I nuovi risultati provengono da un catalogo di oltre 150.000 stelle; per ogni stella viene riportata la quantità di ognuno di quasi due dozzine di elementi chimici. Il catalogo include i cosiddetti elementi CHNOPS (carbonio, idrogeno, azoto, ossigeno, fosforo e zolfo), noti per essere i mattoni fondamentali della vita sulla Terra.

Gli astronomi della Sloan Digital Sky Survey hanno realizzato queste osservazioni utilizzando lo spettrografo APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) sullo Sloan Foundation Telescope in New Mexico. Questo strumento raccoglie luce nel vicino infrarosso e la disperde, come un prisma, per rivelare firme di differenti elementi nell’atmosfera delle stelle.

Una frazione delle quasi 200.000 stelle osservate da APOGEE coincide con il campione di stelle obiettivo della missione Kepler. Lo studio si concentra su 90 stelle di Kepler che mostrano evidenza di ospitare pianeti rocciosi, e che sono state osservate anche da APOGEE.
Il nuovo catalogo sta già aiutando gli astronomi a comprendere meglio la storia e la struttura della nostra galassia, ma dimostra anche una chiara connessione tra uomo e cielo. Come disse il famoso astronomo Carl Sagan: “siamo fatti di materia stellare” (we are made of starstuff). Molti degli atomi che costituiscono il nostro corpo sono stati creati in qualche periodo del lontano passato all’interno delle stelle e quegli atomi hanno compiuto lunghi viaggi da quelle antiche stelle fino a noi.

Mentre gli umani hanno una massa formata per il 65% da ossigeno, l’ossigeno conta per meno dell’1 percento della massa di tutti gli elementi nello spazio. Le stelle sono costituite principalmente di idrogeno, ma piccole quantità di elementi più pesanti (come ad esempio l’ossigeno) possono essere rilevate nelle stelle analizzando il loro spettro. Con questa ricerca, APOGEE ha trovato una quantità maggiore di questi elementi pesanti nelle regioni interne della galassia. Le stelle più vicine al centro galattico sono tendenzialmente più vecchie e ciò significa che una quantità maggiore di elementi fondamentali per la vita sono stati sintetizzati prima in quelle zone che in quelle esterne. Jon Bird della Vanderbilt University spiega che “Questi dati saranno utili per progredire nella comprensione dell’evoluzione galattica, via via che vengono realizzate simulazioni più dettagliate della formazione della nostra galassia, che richiedono dati più complessi da confrontare”.

“È una storia di grande interesse umano il fatto che ora siamo in grado di mappare l’abbondanza di tutti i principali elementi trovati nel corpo umano in centinaia di migliaia di stelle nella Via Lattea”, ha detto Jennifer Johnson dell’Ohio State University. “Questo ci permette di circoscrivere quando e dove nella nostra galassia la vita abbia avuto gli elementi necessari per evolversi”.
[ Barbara Bubbi ]

http://phys.org/news/2017-01-elements-life-milky-sdssapogee.html

Credit: Dana Berry/SkyWorks Digital Inc.; SDSS collaboration