Secondo un nuovo studio, il carbonio presente nel nostro corpo ha probabilmente lasciato la galassia ed è tornato indietro su un “nastro trasportatore” cosmico

“Il carbonio dentro di te, che costituisce circa il 18% del tuo essere, sarà transitato da un numero imprecisato di creature o disastri naturali prima di arrivare a te”, scriveva Ella Frances Sanders nel suo libro del 2019 “Eating the Sun: Small Musings on a Vast Universe”. E in effetti sappiamo che il nostro corpo è formato da atomi che sono arrivati sulla Terra dopo essere stati scaraventati nel cosmo da enormi esplosioni stellari, tremendamente lontane nel tempo e nello spazio.

La storia del carbonio che anima la vita sulla Terra, però, potrebbe essere ancora più avvincente del previsto: secondo un nuovo studio, gli atomi che finiscono col formare il nostro corpo compiono un viaggio molto tortuoso prima di essere cooptati negli affari terrestri. Un viaggio che potrebbe portarli a passare diverso tempo addirittura fuori dalla galassia, prima che arrivino a noi.

Siamo i figli delle stelle: l’origine del carbonio e degli altri elementi

La vita sulla Terra non potrebbe esistere senza il carbonio. Ma il carbonio stesso non esisterebbe senza le stelle: la quasi totalità degli elementi noti agli umani esiste soltanto grazie a questi enormi corpi celesti incandescenti. Il carbonio, l’ossigeno, il ferro e gli altri elementi che costituiscono il nostro mondo si formano nelle fornaci stellari e sono poi scagliati nel cosmo nello spettacolare atto di morte di stelle che si trovano a migliaia di anni luce dalla Terra.

I pianeti come il nostro si formano proprio incorporando questi atomi stellari nella loro composizione, che si tratti del ferro nel nucleo della Terra, dell’ossigeno nella sua atmosfera o del carbonio nei nostri corpi dei terrestri.

“La nascita e la morte delle stelle sembra incredibilmente remota rispetto all’esperienza umana, eppure siamo legati al ciclo di vita delle stelle nel modo più intimo che possiamo immaginare. La stessa materia di cui siamo fatti è stata generata molto tempo fa, e molto lontano, nelle stelle rosse giganti”,

diceva l’astronomo Carl Sagan in una puntata del celebre programma di divulgazione Cosmos, trasmesso per la prima volta nel 1980.

Siamo letteralmente fatti della stessa materia delle stelle. Ma gli atomi che finiscono col manifestare il mondo e la nostra stessa vita non vengono semplicemente trascinati alla deriva nella vastità degli spazi intergalattici fino a trovare un’occupazione. Secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal Letters, questi atomi compiono un viaggio molto tortuoso prima di arrivare a noi. Un viaggio che potrebbe averli portati più volte fuori e dentro la Via Lattea.

Il viaggio del carbonio nel cosmo: lo studio

Prima di arrivare in galassie come la nostra, che stanno ancora formando attivamente nuove stelle, gli atomi forgiati nelle stelle compiono un viaggio potenzialmente molto lungo: come spiegano gli scienziati, girano attorno alla loro galassia d’origine trasportate da enormi correnti che si estendono nello spazio intergalattico.

Queste correnti, conosciute come “mezzo circumgalattico”, assomigliano a giganteschi nastri trasportatori che spingono il materiale verso l’esterno e lo richiamano all’interno della galassia, dove la gravità e altre forze possono assemblare queste materie prime in pianeti, lune, asteroidi, comete e persino nuove stelle.

“Pensate al mezzo circumgalattico come a una gigantesca stazione ferroviaria: spinge costantemente materiale verso l’esterno e lo tira indietro. Gli elementi pesanti prodotti dalle stelle vengono spinti fuori dalla loro galassia ospite e nel mezzo circumgalattico attraverso la morte esplosiva delle supernovae, ma alla fine possono essere tirati indietro e continuare il ciclo di formazione di stelle e pianeti”.

ha spiegato Samantha Garza, dottoranda dell’Università di Washington, prima autrice dello studio finanziato da NASA e National Science Foundation.

“Le implicazioni per l’evoluzione delle galassie e per la natura della riserva di carbonio a disposizione delle galassie per la formazione di nuove stelle sono entusiasmanti. Lo stesso carbonio presente nel nostro corpo ha probabilmente trascorso una quantità significativa di tempo al di fuori della galassia!”,

ha dichiarato Jessica Werk, professore dell’UW e presidente del Dipartimento di Astronomia, co-autrice della ricerca.

Il mezzo circumgalattico, un enorme serbatoio di carbonio

Nel 2011, un team di scienziati ha confermato per la prima volta la teoria a lungo sostenuta secondo cui le galassie in formazione stellare come la nostra sono circondate da un mezzo circumgalattico – e che questa grande nube di materiale circolante comprende gas caldi arricchiti in ossigeno.

Garza, Werk e i loro colleghi hanno scoperto che nel mezzo circumgalattico delle galassie in formazione stellare circola anche materiale a temperatura inferiore, come il carbonio.

“Ora possiamo confermare che il mezzo circumgalattico agisce come un gigantesco serbatoio di carbonio e ossigeno. E, almeno nelle galassie in formazione stellare, suggeriamo che questo materiale ricada poi sulla galassia per continuare il processo di riciclo”,

ha spiegato Garza.

Per questo studio, i ricercatori hanno utilizzato lo spettrografo Cosmic Origins del telescopio spaziale Hubble. Lo spettrografo ha misurato il modo in cui la luce di nove quasar distanti (fonti di luce ultra-luminose nel cosmo) è influenzata dal mezzo circumgalattico di 11 galassie in formazione stellare.

Le rilevazioni di Hubble hanno indicato che parte della luce dei quasar era assorbita da un componente specifico del mezzo circumgalattico: il carbonio. E in gran quantità. In alcuni casi, gli scienziati hanno rilevato carbonio che si estendeva per quasi 400.000 anni luce nello spazio intergalattico, una distanza che è quattro volte il diametro della nostra galassia.

Adesso bisogna quantificare l’intera estensione degli altri elementi che compongono il mezzo circumgalattico e capire come cambi la loro composizione tra le galassie che stanno ancora producendo grandi quantità di stelle e quelle che hanno in gran parte cessato la formazione stellare. Le risposte a queste domande potrebbero aiutarci a capire non soltanto quando si formano galassie come la nostra, ma anche perché.

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