VARESE – Oltre 6 miliardi di anni fa, le regioni periferiche della Via Lattea erano le più sicure per lo sviluppo di eventuali forme di vita, al riparo dalle esplosioni più violente dell’universo. Lo dimostra un nuovo studio guidato da ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) e dell’Università dell’Insubria di Varese, che ha analizzato l’incidenza di questi eventi nel corso dell’evoluzione della nostra galassia.
Estinzioni di massa
Se inizialmente la via lattea sembra un posto sicuro dalle esplosioni cosmiche, con il passare del tempo, da 4 miliardi di anni fa in avanti, regioni più centrali, compresa quella che ospita il Sistema solare, diventano le più sicure. «Non troppo però – spiegano i ricercatori dell’Insubria – perché il nostro studio avvalora anche l’ipotesi che la prima delle cinque grandi estinzioni di massa sulla Terra, 445 milioni di anni fa, sia stata provocata proprio da un lampo gamma».
Il team di Spinelli
L’universo è un luogo ricco di esplosioni, eventi poderosi che riversano enormi quantità di energia nello spazio circostante. Fortunatamente non capita tutti i giorni di trovarsi vicino a una potente esplosione cosmica e la nostra breve vita ci dà la sensazione di essere in un piccolo angolo di cosmo piuttosto al sicuro. Ma è sempre stato così? Un gruppo di ricercatori guidati da Riccardo Spinelli, dottorando dell’Università dell’Insubria e associato Inaf a Milano, ha studiato dove e quando la vita può essersi sviluppata nella nostra galassia, la Via Lattea, al riparo da violenti esplosioni cosmiche come lampi di raggi gamma (gamma-ray burst in inglese, o GRB) e supernove.
Da Varese all’Astronomy & Astrophysics
«Fino a 6 miliardi di anni fa i pianeti erano soggetti a molti eventi esplosivi in grado di provocare un’estinzione di massa», spiega Spinelli, primo autore dell’articolo pubblicato oggi, venerdì 5 marzo, sulla rivista Astronomy & Astrophysics. In seguito, a partire da 4 miliardi di anni fa, l’aumento di elementi pesanti prodotti da successive generazioni stellari avrebbe progressivamente inibito la frequenza di GRB, garantendo un ambiente più sicuro in regioni più centrali della galassia, distanti tra i 6500 e 26.000 anni luce dal centro galattico.
Supernove
Sia supernove che GRB sono legati al ciclo di vita delle stelle, e in particolare alla loro morte. Una supernova si verifica quando una stella più massiccia del Sole raggiunge il termine della propria vita ed esplode, oppure quando una nana bianca esplode dopo aver attinto massa da una compagna in un sistema binario. Un GRB, invece, è un intenso lampo di radiazione ad alta energia emesso quando muore una stella molto massiccia e in rapida rotazione, oppure quando due stelle di neutroni, o una stella di neutroni e un buco nero si fondono.
«Le supernove sono più frequenti in regioni di formazione stellare, dove si formano stelle di grande massa», spiega il co-autore Giancarlo Ghirlanda, primo ricercatore Inaf a Milano. «I GRB invece preferiscono le regioni di formazione stellare ancora povere di elementi pesanti. In queste zone riescono a formarsi stelle anche di grande massa che sono meno soggette a venti stellari. In questo modo queste stelle riescono a mantenersi in rapida rotazione, condizione necessaria per riuscire a lanciare, dopo aver formato un buco nero, un potente getto».
Come è nata la via Lattea?
Per capire come questi eventi si distribuiscano all’interno della nostra galassia, i ricercatori , tra i quali anche il professore oridnario dell’Insubria, Francesco Haardt, sono partiti da un modello di evoluzione della galassia. «Tale modello prevede che le regioni interne, al contrario delle regioni periferiche, si siano formate velocemente nelle fasi iniziali della storia della nostra galassia. Con il passare del tempo la formazione stellare è diminuita al centro e aumentata gradualmente in periferia. Di conseguenza, il gas primordiale di idrogeno e elio si è arricchito di elementi più pesanti (ossigeno, carbonio, azoto) velocemente al centro della Via Lattea, mentre in periferia si è arricchito più gradualmente, senza però raggiungere le alte metallicità delle regioni centrali».
L’energia liberata da GRB e supernove è immensa, quindi lo studio suggerisce che la pressione evolutiva è in ogni epoca determinata principalmente dai GRB. «Sebbene siano eventi molto più rari delle supernove – spiega Spinelli – i GRB sono in grado di provocare un’estinzione di massa da più lontano: essendo gli eventi più energetici, sono i bazooka con la gittata più lunga».
Le ipotesi dello studio
L’effetto su un pianeta come il nostro sarebbe devastante. Diversi studi indicano che la radiazione gamma liberata da un GRB entro 3300 anni luce dalla Terra sarebbe in grado di distruggere lo strato di ozono nell’atmosfera: senza questa protezione, la radiazione ultravioletta del Sole inonderebbe la superficie del pianeta, decretando l’estinzione di quasi tutte le forme di vita esistenti.Per questa ragione, da alcuni anni diversi studiosi suggeriscono che la prima delle cinque estinzioni di massa che hanno interessato la Terra, quella del Tardo Ordoviciano, circa 445 milioni di anni fa, sia stata provocata proprio da un GRB: un’ ipotesi avallata anche dal presente studio.
Il peggio è passato
Per quanto riguarda epoche più recenti, la Via Lattea è stata globalmente più al sicuro che in passato. Il Sistema solare sembra trovarsi in una zona piuttosto favorevole, né troppo vicino al centro dove abbondano le supernove, né troppo lontano dove si verificano molti GRB. Alle nostre distanze dal centro galattico, si stima che ci sia stato almeno un GRB letale negli ultimi 500 milioni di anni, associabile alla prima grande estinzione. Il peggio sembra essere passato.