Per quanto ne sappiamo, solo pochi elementi sono necessari per la vita: idrogeno, carbonio, azoto, ossigeno e fosforo, e lo zolfo è quasi altrettanto onnipresente.
Alcune forme di vita semplici sembrano sopravvivere solo grazie a questo. Il primo si è formato nel Big Bang, mentre i successivi tre sono il prodotto della fusione dell'elio nel corso della vita delle stelle ordinarie.
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Il fosforo è stato rilevato nel resto della supernova Cassiopea A, confermando la fiducia degli astronomi che, come molti elementi, si forma in queste esplosioni stellari. Le supernove producono anche zolfo, oltre ad aumentare notevolmente l’abbondanza di carbonio e ossigeno, disperdendo ampiamente tutti questi prodotti.
I mammiferi dipendono da almeno venti elementi per produrre denti, ossa e organi. A loro volta, gli autori di un articolo sottoposto ai Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ma non ancora sottoposto a peer review, notano che due di loro sono considerati più che una supernova per produrli, piuttosto che essere un prodotto del processo R che avviene nelle kilonovae, le fusioni di stelle di neutroni.
Questa osservazione è già stata fatta in precedenza, ma gli autori sottolineano che le fusioni di stelle di neutroni sono il prodotto di onde gravitazionali. La possibilità che due oggetti piccoli e rari come le stelle di neutroni entrino in collisione tra loro nella vastità dell'Universo è molto piccola.
Le stelle di neutroni sono il prodotto di supernovae non abbastanza grandi da produrre buchi neri. Quando due stelle da 10 a 25 masse solari si formano in un sistema binario, ciascuna può diventare una stella di neutroni. Finché nessuna delle esplosioni sarà così forte da espellere il compagno, i due continueranno a girarsi intorno.
Onde gravitazionali e uomo
- È qui che entrano in gioco le onde gravitazionali;
- La potente accelerazione causata dall'interazione gravitazionale dei due oggetti eccezionalmente densi produce onde gravitazionali che trasportano energia;
- Il processo rilascia così tanta energia che possiamo rilevarne il verificarsi a miliardi di anni luce di distanza;
- Questa energia deve provenire da qualche parte, ovvero dall'orbita reciproca delle stelle di neutroni. Di conseguenza, l'orbita decade, con la coppia che si muove a spirale verso l'interno fino a scontrarsi, producendo una kilonova, e con essa tutti gli elementi del processo. R.
Senza le onde gravitazionali, le kilonovae sarebbero molto più rare di quanto lo siano in realtà: la possibilità che si verifichi durante la vita della Via Lattea in un universo senza onde gravitazionali è remota.
Senza kilonovae, non ci sono elementi di processo R, propongono il professor John Ellis, del Kings College di Londra, e coautori. Come gli elementi del processo R includono iodio e bromo (entrambi essenziali per l'uomo), senza le onde gravitazionali, si sostiene, non ci sarebbero gli esseri umani.
La catena logica può essere messa in discussione in diversi punti. Certo, è plausibile che se la Terra fosse stata carente di iodio e bromo, il percorso evolutivo sarebbe stato diverso, ma non avrebbe potuto impedire qualcosa di simile al nostro.
Gli esseri umani dipendono, tra le altre cose, dallo iodio fornito alla tiroide per regolare il metabolismo e dal bromo per lo sviluppo dei tessuti. Considerando milioni di anni, tuttavia, forse gli animali avrebbero potuto evolversi per svolgere ruoli simili utilizzando altri elementi.
Uno scenario così ipotetico è probabilmente impossibile da dimostrare o confutare a meno che non si riesca a trovare una grande quantità di pianeti che si sono formati così distanti da qualsiasi kilonova da essere privi di elementi derivanti dal processo. R. Anche se lo facessimo, passerà molto tempo prima di poterli esplorare per individuare la presenza di vita avanzata.
D’altra parte, questi due potrebbero non essere gli unici elementi del processo r necessari agli esseri umani. Gli autori notano che il molibdeno viene utilizzato da animali e piante per trasferire atomi di ossigeno, e che il torio e l’uranio sono probabilmente la ragione per cui abbiamo la tettonica a placche, probabilmente una delle caratteristiche essenziali della Terra.
Salendo più in alto nella catena, si può mettere in dubbio la connessione iodio-kilonova. Si ritiene molto probabile che le kilonovae producano iodio, ma questo non è ancora stato stabilito con certezza. Inoltre, alcuni tipi di supernovae possono anche innescare processi r, ma questo è ancora incerto, e le quantità prodotte in questo modo lo sono ancora di più.
Gli autori riconoscono che questa parte del loro ragionamento non è stata ancora stabilita in modo definitivo. Inoltre, una piccola parte dello iodio terrestre proviene dal processo s, per il quale non sono necessarie le onde gravitazionali.
Gli autori calcolano che il 4% dello iodio terrestre provenga da una fonte del processo S – forse questo sarebbe stato sufficiente per sostenere l’evoluzione dei mammiferi, se necessario.
Almeno una parte dell’idea è verificabile a breve termine. Se la stima degli autori sull'origine dello iodio è corretta, dicono, nel materiale sulla superficie della Luna dovrebbe esserci iodio-129, qualcosa che potremo cercare la prossima volta che gli esseri umani metteranno piede sul nostro satellite..
Tali indagini possono far avanzare la scienza in modi inaspettati. Gli autori sottolineano che la scoperta del coinvolgimento di un asteroide o di una cometa nell’estinzione dei dinosauri non aviari è nata dagli sforzi per verificare se la responsabile fosse una supernova vicina.
Carl Sagan disse notoriamente; “Se vuoi fare una torta di mele da zero, devi prima inventare l’universo.” Se vuoi un fornaio per la torta, potresti aver bisogno di un universo specificamente einsteiniano, ma in questa fase è troppo presto per dirlo con certezza.
La prestampa dell'articolo è disponibile all'indirizzo ArXiv.org.
Il post Le onde gravitazionali sono necessarie per creare un essere umano; Comprendere è apparso per la prima volta su Olhar Digital.