Le meteoriti sono le silenti custodi dei segreti dell’Universo. Alcune di esse sono molto antiche e racchiudono i materiali più primitivi mai scoperti: i grani presolari.
Cosa sono precisamente e quale storia ci raccontano?
Minerali primordiali
Quando parliamo dei grani presolari facciamo riferimento a minuscoli cristalli, spesso più piccoli di un micrometro, che si sono formati molto prima della nascita del nostro Sistema Solare (probabilmente attorno a giganti rosse o supernove). Questi piccoli cristalli hanno viaggiato nello spazio interstellare sino ad essere poi inglobati nella nebulosa che ha poi dato vita al nostro Sistema Solare 4,6 miliardi di anni fa.
Il loro valore scientifico è ragguardevole: essendo materiale primordiale, i grani presolari costituiscono vere e proprie testimonianze dirette della nucleosintesi stellare, ovvero dei processi attraverso i quali gli elementi chimici si sono formati all’interno delle stelle.
Di cosa sono fatti e perché vengono studiati
Questi “elementi primordiali” contenuti nella matrice delle meteoriti sono per la maggior parte carburo di silicio (SiC), nitruro di silicio (Si3N4), grafite, corindone e piccoli cristalli di diamanti. La composizione isotopica (o firma isotopica) di questi sensazionali grani è del tutto diversa da quella della meteorite che li ospita. Ciò permette ai ricercatori di risalire alla loro origine. Ad esempio, un’abbondanza di carbonio-13 rispetto al carbonio-12 potrebbe denotare che il grano in analisi provenga da una gigante rossa. Invece, un’anomalia nel neon-22, può suggerire un’origine legata ad una supernova.
D’altro canto, la loro importanza è denotata anche dal fatto che la loro presenza nelle meteoriti condritiche supporta l’idea che il disco protoplanetario non fosse un ambiente del tutto omogeneo, ma piuttosto un sistema dinamico (forse sarebbe meglio definirlo turbolento), in grado di immagazzinare e spostare materiali eterogenei da diverse regioni della nebulosa solare.
La scoperta dei grani presolari
I grani presolari furono scoperti intorno agli anni Ottanta grazie allo sviluppo di metodologie di analisi attraverso la Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS – Spettroscopia di Massa degli Ioni Secondari). Con questo strumento si è stati capaci di analizzare le abbondanze isotopiche dei singoli grani microscopici. Questo è stato sicuramente un punto di svolta nella cosmochimica, poiché favorì la possibilità di investigare materiali antecedenti alla formazione del Sistema Solare!
I grani presolari nella meteorite Allende
L’esempio più eclatante è costituito dalla meteorite Allende (caduta nel 1969), all’interno della quale sono state rinvenute anomalie isotopiche nei rapporti 16O, 17O e 18O, incompatibili con qualunque processo conosciuto nel Sistema Solare. Questi grani non solo ci raccontano la storia delle stelle che li hanno creati, ma anche la dinamica della nube primitiva che li ha condotti fino alla Terra.
Le meteoriti come scrigni segreti
I grani presolari sono una fonte importante per riuscire a comprendere anche l’evoluzione galattica. Attraverso lo studio della distribuzione isotopica, è possibile ricostruire i cicli di vita stellari e il mixing di materiale nel mezzo interstellare. Per questa ragione, c’è chi li definisce “fossili stellari”.
Sebbene i grani presolari siano contenuti nella matrice di alcune meteoriti, essi sono stati trovati anche nelle polveri della cometa Wild2. Campioni, questi, che sono stati portati sulla Terra grazie alla missione Stardust della NASA. Le meteoriti, però, rimangono il “serbatoio” più importante e soprattutto accessibile per lo studio di questi microscopici tesori.
Conclusioni
In conclusione, i grani presolari sono testimoni silenti di quelli che sono stati i processi alla base della nascita del Sistema Solare. Porre l’attenzione su questi micrograni vuol dire decriptare il linguaggio segreto delle stelle e, se vogliamo, dell’Universo vicino che ci circonda. Un passo avanti per trovare la risposta a “la domanda”: da dove proveniamo? La mineralogia planetaria, su questo fronte, ci apre ad orizzonti sensazionali e cruciali per leggere quel libro cosmico attorno a noi.
Ogni grano racconta una vicenda differente, ma che ci avvicina sempre più alla comprensione di quello che c’è là fuori: stelle lontane, esplosioni colossali, materia in continuo movimento nello spazio.
Non è magnifico pensare che la storia nostra origine sia racchiusa tutta in una manciata di grani microscopici?
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Fonti: NASA, ESA, INAF, Nature Astronomy, Astrospace, Space.com, BBC Science, Les Sciences, Smith, C., Russell, S. & Almaieda, N. (2024) – Meteoriti, la storia del nostro Sistema Solare. Natural history Museum. In riga Edizioni.
Articoli di: Giovanni Fanelli
