Tra i sette continenti del nostro pianeta, l’Antartide è senza dubbio quello all’apparenza meno terrestre. È un deserto bianco dove il ghiaccio ricopre oltre il 98% del territorio, sigillando sotto chilometri di coltre gelata un mondo “alieno”, fatto di catene montuose alte quanto le Alpi, laghi subglaciali e fiumi invisibili. Ma la vera natura “spaziale” di questo continente non risiede solo nel suo paesaggio estremo, quanto in ciò che custodisce silenziosamente da millenni nei suoi ghiacci perenni: tracce di polvere di stelle in grado di raccontare una lunga storia di viaggi nel Cosmo.
Il Ferro-60, un’impronta digitale delle stelle
Sul nostro Pianeta, dalle nevi antartiche alle profondità oceaniche, si trova un isotopo raro e alieno: il Ferro-60. Questo isotopo radioattivo è una “firma” spaziale, un prodotto generato dalle supernovae, le scenografiche esplosioni che avvengono nel Cosmo quando stelle massicce giungono alla fine del loro ciclo vitale.
Secondo quanto raccontano gli archivi geologici, milioni di anni fa il Sistema Solare fu investito per ben due volte da ondate di questi detriti stellari. Tuttavia, da allora, non risultano essersi verificate esplosioni simili nelle nostre vicinanze. Per questo motivo, quando i ricercatori hanno rintracciato tracce “fresche” di Ferro-60 in strati di neve antartica caduta appena vent’anni fa, la comunità scientifica è rimasta interdetta. Come spiegare la sua presenza oggi, nonostante la mancata “morte” di stelle nelle vicinanze in tempi recenti?
La risposta definitiva è arrivata dai laboratori dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), centro di ricerca tedesco indipendente che svolge attività di ricerca nei settori dell’energia, della salute e della materia. Il team ha lavorato su una tesi precisa: la Terra non sta ricevendo polvere da un’esplosione avvenuta “ieri”, ma sta semplicemente attraversando i resti di esplosioni antiche rimasti sospesi nello spazio.
Analizzando carote di ghiaccio antartico molto profonde e antiche, i ricercatori hanno trovato la prova che cercavano: l’afflusso sulla Terra di Ferro-60, in concentrazioni e tempi differenti nel corso dei millenni, è da legarsi al passaggio del Sistema Solare nella Nube Interstellare Locale (LIC), una regione di gas e polveri rarefatti che fluttua tra le stelle, in cui siamo entrati qualche decina di migliaia di anni fa e da cui è previsto che usciremo tra qualche migliaio di anni.
L’ipotesi è diventata così una certezza scientifica, confermando l’intuizione del Dott. Dominik Koll, che insieme al professor Anton Wallner ha guidato lo studio:“La nostra idea era che la Nube Interstellare Locale contenesse Ferro-60 e potesse conservarlo per lunghi periodi. Mentre il Sistema Solare si muove attraverso la nube, la Terra raccoglie questo materiale.”
La Nube Interstellare Locale agirbbe dunque come un immenso magazzino cosmico. L’isotopo, espulso da supernovae remote avvenute milioni di anni fa, è rimasto intrappolato e protetto all’interno della nube per millenni. Non è dunque un’esplosione recente a colpirci, ma è il nostro Sistema Solare che, viaggiando attraverso questa bolla di polvere fossile, ne sta “spazzolando” i resti durante il suo cammino, come un panno cattura-polvere.
80.000 anni di storia in 300 chili di ghiaccio
Come dettagliato nella pubblicazione dedicata di recente allo studio su Physical Review Letters, i ricercatori hanno analizzato circa 300 kg di ghiaccio estratti dalla regione della Terra della Regina Maud, nell’ambito del progetto europeo EPICA. I campioni analizzati non sono neve fresca, ma frammenti di storia che risalgono a un periodo compreso tra 40.000 e 80.000 anni fa.
I livelli di Ferro-60 rilevati in tale range temporale, sono risultati significativamente più bassi rispetto a quelli trovati nella neve o nei sedimenti oceanici, relativi a tempi più recenti. Questa variazione dimostra che il flusso di polvere stellare non è costante: la Terra è entrata in una zona più polverosa della nube solo in tempi relativamente recenti. “Questo suggerisce che in precedenza ci trovavamo in un mezzo con un contenuto di Ferro-60 inferiore, oppure che la nube stessa presenta forti variazioni di densità”, spiega Koll.
Grazie a questa scoperta, i ricercatori sono stati in grado di escludere spiegazioni alternative, come ad esempio il graduale affievolirsi dell’eco di esplosioni stellari avvenute milioni di anni fa.
Cercare un ago in un pagliaio grande 50.000 stadi
Isolare questi atomi “alieni” è stata un’impresa titanica. Dopo aver fuso e processato chimicamente quintali di ghiaccio, i ricercatori si sono ritrovati con una manciata di milligrammi di polvere. Per contare gli atomi di Ferro-60 è stato necessario utilizzare l’acceleratore di particelle della Australian National University, l’unico strumento al mondo capace di una sensibilità simile. Attraverso filtri magnetici ed elettrici, gli scienziati hanno isolato pochissimi atomi di Ferro-60 da una massa di 10 trilioni di altri atomi.
Annabel Rolofs, dell’Università di Bonn, descrive così l’impresa: “È come cercare un ago in 50.000 stadi di calcio pieni di fieno fino al tetto. La macchina trova l’ago in un’ora”.
Il ghiaccio dell’Antartide si conferma così prezioso archivio geologico e astronomico. Ora, l’obiettivo si sposta ancora più indietro nel tempo: il team sta già pianificando analisi su carote di ghiaccio ancora più antiche attraverso il progetto Beyond EPICA – Oldest Ice – che mira a recuperare ghiaccio di 1,5 milioni di anni fa – per scoprire com’era lo spazio intorno a noi prima ancora che il Sistema Solare facesse il suo ingresso in questa bolla di polvere cosmica.
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