Avere dei set completi di modelli di stelle AGB e’ di estrema importanza, in quanto permette di ricostruire il progressivo arricchimento delle galassie di polveri e di vari elementi chimici, molti dei quali essenziali per la vita come la conosciamo.
E’ stato pubblicato in data 9 Marzo un nuovo studio sul giornale MDPI Universe, dove viene descritto un nuovo set di modelli teorici di stelle AGB (uno stadio molto avanzato della vita delle stelle con massa paragonabile a quella del Sole) con diverse masse e composizioni iniziali.
Di che si tratta?
Stiamo parlando di modelli stellari numerici, ovvero di simulazioni al computer dell’evoluzione di stelle di massa piccola/intermedia, dalla nascita alla morte. Nel corso degli anni, la collaborazione internazionale NuGrid ha ricostruito tramite l’ausilio di potenti calcolatori la vita di un gran numero di queste stelle, considerando non solo diverse masse iniziali (tra 1 e 7 masse solari), ma anche diverse metallicita’ iniziali, dalle stelle con un contenuto di metalli pari a meno di un centesimo del Sole (in astronomia per “metalli” intendiamo tutti gli elementi con un numero atomico superiore a quello dell’elio) fino a stelle con una composizione chimica molto simile a quella solare. In tali modelli viene seguita l’evoluzione dell’intera struttura della stella, le cui caratteristiche vengono continuamente paragonate con dati osservativi di stelle “reali” al fine di “validare” il modello, in quanto per essere valido deve essere in grado di riprodurre la realta’ intorno (o meglio, in questo caso sopra) di noi. Alcune di queste caratteristiche possono essere la luminosita’ del modello stellare, la sua temperatura, lo sviluppo di zone convettive e molto altro, insieme alla sua nucleosintesi, ovvero la formazione di elementi chimici nuovi come effetto delle reazioni nucleari che hanno luogo al suo interno. Tali elementi, formati nelle profondita’ dense e calde delle stelle AGB, vengono poi portati in superficie tramite gli imponenti moti convettivi che dominano il loro enorme inviluppo (pensate che il nucleo tipico di una stella AGB, composto da carbonio e ossigeno, contiene poco piu’ di mezza massa solare concentrata in un volume paragonabile a quello della Terra, mentre l’inviluppo di idrogeno che lo avvolge potrebbe riempire l’orbita terrestre!). Da li’ verrano dispersi tramite i forti venti stellari che caratterizzano questa fase, formando prima una nebulosa planetaria (come quella in foto), e arricchendo poi la galassia di nuovi elementi chimici, in primis carbonio, azoto, fluoro… e almeno meta’ degli elementi piu’ pesanti del ferro! In particolare bario, piombo, zirconio per citarne alcuni. Nuovi elementi sotto forma di ceneri di una stella morente, dalle quelli si formeranno poi nuove stelle, nuovi pianeti, e possibilmente (come nel nostro caso) anche gli abitanti di questi pianeti.
In quest’ottica, avere dei set completi di modelli stellari, ovvero che coprono un intervallo di massa e composizione iniziale sufficientemente grande, e’ di estrema importanza, in quanto permette di ricostruire la vita e gli elementi chimici prodotti sia dalle prime generazioni stellari, caratterizzate da un bassissimo contenuto di metalli, che da quelle piu’ recenti con metallicita’ piu’ alta. In questo modo e’ possibile ricostruire come, lungo la storia dell’universo, il cosmo sia passato dall’essere composto da soli 3 elementi chimici appena dopo il Big Bang (ovvero i piu’ leggeri, idrogeno, elio e litio) a quasi un centinaio di essi ai giorni nostri, senza contare le migliaia di diversi isotopi stabili e instabili, riconducendo ogni elemento ed isotopo chimico a una precisa sorgente stellare, sia essa una stella massiccia o di piccola massa, o magari un evento piu’ esotico come una supernova o una kilonova… le vie dell’evoluzione chimica delle galassie sono infinite!
Referenze
Battino, U.; Pignatari, M.; Tattersall, A.; Denissenkov, P.; Herwig, F. The NuGrid AGB Evolution and Nucleosynthesis Data Set. Universe 2022, 8, 170. https://doi.org/10.3390/universe8030170
