Gli isotopi radioattivi trovati nei sedimenti oceanici potrebbero essere il risultato di fusioni di stelle di neutroni, secondo uno studio. La presenza di plutonio-244 e ferro-60 nei sedimenti depositati milioni di anni fa potrebbe essere spiegata da eventi multipli.
Gli isotopi radioattivi a lunga durata trovati nei sedimenti oceanici sono stati considerati indicatori di attività di supernova nelle vicinanze. Tuttavia, secondo un preprint ancora da sottoporre a revisione paritaria, inviato a The Astrophysical Journal Letters, in un caso è probabilmente coinvolto qualcosa di più esotico. Durante la loro vita, le stelle convertono l’idrogeno in elio, che alla fine diventa altri elementi leggeri come l’ossigeno e il carbonio. Gli elementi più pesanti, invece, richiedono la morte di una stella. Le supernove sono la fonte più comune di elementi pesanti, con l’esplosione che li diffonde nello spazio per incorporarli nei pianeti in formazione. Tuttavia, si sta ora comprendendo che molti elementi pesanti si formano solo in grandi quantità in eventi ancora più rari, come la fusione di stelle di neutroni, nota come kilonova.
Uno degli elementi formati nelle stelle esplosive è il ferro. Il ferro ordinario, Fe-54, 56, 57 o 58, non è radioattivo, quindi non ci dà alcuna idea del momento della sua produzione. Tuttavia, il Fe-60 subisce un lento decadimento radioattivo, con una emivita di 2,6 milioni di anni. Quello prodotto miliardi di anni fa è ormai scomparso da tempo. Di conseguenza, quando i geologi trovano tracce di Fe-60 nei sedimenti, lo attribuiscono a supernove abbastanza vicine da far sì che parte del materiale si depositi sulla Terra.
Tuttavia, la scoperta del plutonio-244 è più difficile da spiegare. Il plutonio è un attinide, che viene sintetizzato in eventi rari, come speciali classi di supernove o fusioni binarie che coinvolgono almeno una stella di neutroni. Gli scienziati stanno cercando di capire quale tipo di evento potrebbe spiegare la presenza sia di Pu-244 che di Fe-60 nei sedimenti depositati 3-4 milioni di anni fa.
Alcuni studiosi hanno analizzato gli stessi dati e hanno concluso che devono esserci stati eventi multipli nello stesso periodo, i cui prodotti si sono mescolati così tanto che non possono essere distinti. Tuttavia, un team di ricerca ritiene che le analisi precedenti non abbiano considerato correttamente la possibilità di una collisione delle dimensioni giuste per produrre una stella di neutroni massiccia ma non abbastanza grande da collassare in un buco nero. In questo caso, i metalli prodotti sarebbero distribuiti da due processi: l’eiezione dinamica e il vento a spirale. Questi distribuirebbero gli elementi radioattivi in modo diverso, creando l’apparenza di due eventi.
Gli autori del preprint concludono che due stelle di neutroni si sono fuse a 350-660 anni luce dalla Terra tra 3,5 e 4,5 milioni di anni fa. Il plutonio si è formato principalmente quando l’eiezione dinamica è stata bombardata da neutroni, ma il ferro è un prodotto del vento a spirale. Per perfezionare il loro modello, gli scienziati hanno analizzato le abbondanze di altri otto isotopi di elementi pesanti con emivite comprese tra 1,9 e 33,8 milioni di anni.
Secondo gli autori, molte fusioni di stelle di neutroni potrebbero produrre questa combinazione di processi, forse più della metà. Anche se abbiamo visto poche kilonove per poter testare questa teoria, potrebbe essere plausibile che una kilonova con queste caratteristiche si sia verificata. Il modello richiede anche che la Terra sia nella posizione giusta rispetto alla collisione, con la materia che ci ha raggiunto proveniente da latitudini comprese tra 30 e 50, indicando che il getto risultante ci ha mancato di molto. Ciò limita le possibilità, ma potrebbe ancora essere più plausibile di due esplosioni stellari separate vicine tra loro in distanza e tempo, con una di esse che è qualcosa di più esotico di una supernova ordinaria.
Se l’evento fosse stato più vicino, le conseguenze avrebbero potuto essere disastrose. Una kilonova a circa 36 anni luce di distanza potrebbe innescare un’estinzione di massa. A questa distanza, tuttavia, l’impatto sulla Terra sarebbe stato limitato. Le creature simili alle scimmie che stavano iniziando a stabilirsi in Africa potrebbero aver notato la luce più brillante nel cielo, ma per lo più hanno continuato a evolversi lungo il percorso che avrebbe portato i loro discendenti, Homo erectus, a stabilirsi in gran parte del mondo.
Il preprint, che non è stato sottoposto a revisione paritaria, è disponibile su ArXiv.org. [H/T: Universe Today]
Links:
