Minuscoli fiocchi di neve di uranio radioattivo che innescano imponenti esplosioni nucleari potrebbero spiegare alcune delle più misteriose esplosioni stellari dell'universo.
Quando le stelle più piccole muoiono, si raffreddano in gusci di se stessi conosciuti come nane bianche. Una nuova ricerca propone che gli atomi di uranio affondino al centro di queste stelle nane bianche che invecchiano mentre si raffreddano, congelandosi in cristalli simili a fiocchi di neve non più grandi di granelli di sabbia. Lì, questi 'fiocchi di neve' possono agire come alcune delle più piccole bombe nucleari dell'universo, diventando la 'scintilla che fa scattare la polveriera', ha detto il coautore dello studio Matt Caplan, un fisico teorico presso l'Illinois State University.
'È importante capire come si verificano queste esplosioni per tutti i tipi di applicazioni, dalla produzione di elementi all'espansione dell'universo', ha detto Caplan a WordsSideKick.com.
Queste esplosioni stellari insolitamente deboli fanno parte di una classe nota come supernove di tipo Ia. In genere, gli scienziati pensano che queste esplosioni si verifichino quando una stella nana bianca raggiunge una massa critica dopo aver aspirato il gas da una stella compagna con cui la nana bianca è in orbita. Poiché le supernove di tipo Ia esplodono quando raggiungono la stessa massa, hanno la stessa luminosità. Questa luminosità uniforme consente di utilizzarli come standard con cui vengono misurate le t distanze nell'universo.
Tuttavia, gli astronomi hanno notato alcune supernove di tipo Ia leggermente più scure di quanto dovrebbero essere. La nuova ricerca, accettata alla rivista Physical Review Letters, propone una spiegazione in cui le nane bianche di massa inferiore senza una stella compagna binaria possono esplodere come supernove da sole, anche senza sorseggiare massa da una stella vicina.
'Forse non abbiamo bisogno del compagno', ha detto a WordsSideKick.com il coautore dello studio Chuck Horowitz, astrofisico nucleare teorico dell'Università dell'Indiana. 'Forse una singola stella da sola può esplodere.'
La nascita di una bomba atomica stellare
Le nane bianche sono i nuclei rimanenti di stelle meno di 10 volte la massa del sole. Dopo aver perso i loro strati esterni, le nane bianche sono palline fredde e incombusti principalmente di carbonio e ossigeno con pochi altri elementi, come l'uranio, spruzzati dentro. Mentre si raffreddano lentamente per centinaia di migliaia di anni, i loro atomi si congelano, con gli atomi più pesanti - come l'uranio - che affonda nel nocciolo e si solidifica prima.
Tradizionalmente, gli scienziati pensavano che queste nane bianche, da sole, alla fine si riducessero in gusci freddi e scuri. Ma in alcuni casi, questo processo potrebbe preparare il terreno per una massiccia esplosione simile a una bomba nucleare, hanno detto gli scienziati. Quando gli atomi di uranio sommersi si scontrano, si congelano, formando minuscoli fiocchi di neve radioattivi. Entro un'ora dalla formazione del fiocco di neve, un neutrone in transito nel nucleo potrebbe schiantarsi contro il fiocco di neve, innescando la fissione, la reazione nucleare in cui un atomo è diviso. Questa fissione potrebbe innescare una reazione a catena, simile a quella di una bomba nucleare, accendendo infine il resto della stella e facendo esplodere la nana bianca come una supernova da sola.
Affinché questa reazione a catena avvenga, tuttavia, deve esserci abbondanza dell'isotopo radioattivo uranio-235. Poiché questo isotopo decade naturalmente nel tempo, questo tipo di esplosione è possibile solo nelle stelle più grandi, che hanno la durata di vita più breve. Stelle più piccole, come il Sole, che morirà circa 5 miliardi di anni nel futuro, non avrebbero più abbastanza uranio-235 per tali esplosioni quando diventeranno nane bianche.
Il nuovo documento è stato accolto con scetticismo interessato da alcuni scienziati.
'Se funziona, sarebbe un modo davvero interessante per farlo', ha detto a WordsSideKick.com Ryan Foley, astronomo dell'Università della California, Santa Cruz. Tuttavia, Foley ha notato che le supernove deboli di Tipo Ia tendono a provenire da vecchie popolazioni di stelle, non da quelle con stelle per lo più più giovani, dove si verificherebbe questo tipo di esplosione. 'Tra le giovani stelle, ci sono pochissime supernove di tipo Ia deboli, se non nessuna', ha detto Foley.
Sebbene la ricerca abbia dimostrato che questo nuovo meccanismo è fisicamente possibile, non è ancora chiaro se queste esplosioni di stelle solitarie avvengano davvero, quanto spesso si verificano ed esattamente come viene innescata la fissione che le alimenta.
'In questo momento, siamo ansiosi di eseguire simulazioni per vedere se i fiocchi di neve possono davvero innescare la reazione a catena di fissione per far esplodere la stella', ha detto Caplan a WordsSideKick.com. 'Anche se non si fosse completamente acceso, sarebbe interessante vedere se c'è un fiasco o una debole combustione nel nucleo.'
Articolo originale di: Live Science
- Eyes Bio
Commenti
Posta un commento