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Gli elementi chimici che formano i nostri corpi e tutto ciò che ci circonda sono prodotti nelle stele. Una stella nasce nel momento in cui inizia a brillare, un processo che inizia con la fusione nucleare nel suo nucleo. Questa fusione produce i metalli pesanti. Più massiccia è la stella, più metalli pesanti può fondere e produrre.

Una stella massiccia brucia il suo combustibile cuocendo elementi sempre più pesanti nella tavola periodica fino al Ferro. Un nucleo di Ferro, comunque, è instabile poiché non può supportare la gravità degli strati circostanti. La stella quindi collassa, rilasciando una grande quantità di energia e neutroni. I neutroni vengono velocemente catturati dai molteplici nuclei prodotti durante la vita della stella. Questa “cattura” crea elementi ancora più pesanti e tutto il processo energetico distrugge la stella attraverso un’incredibile supernova.

Le generazioni stellari

Quello che rimane è il materiale stellare, gas diffuso nel mezzo interstellare ricco di elementi chimici appena prodotti. Dopo un certo periodo di tempo, il gas collassa nuovamente e forma una nuova generazione di stelle. Questa nuova generazione è più ricca della precedente dal punto di vista chimico, e contiene stelle che produrranno di nuovo elementi pesanti e che restituiranno al mezzo interstellare attraverso il sacrificio energetico della supernova.

La prima generazione di stelle nella nostra Galassia è nata 13 miliardi di anni fa. Circa 50 generazioni stellari si sono già susseguite dal momento in cui il Sole e le sue sorelle si sono formate. Ognuna di queste generazioni ha stelle piccole come il Sole che vivono a lungo. Poiché vivono a lungo, le atmosfere di queste stelle codificano la composizione chimica della nuvola di gas dalla quale si sono formate senza contenere contaminazioni. Questo le rende “fossili” che mantengono le informazioni sulla loro età e posizione nella Galassia, attraverso la scienza che oggi chiamiamo archeologia Galattica.

Io sono una scienziata che analizza gli elementi chimici delle stelle per rispondere a domande riguardo la formazione ed evoluzione della nostra Galassia. Nel 2013, mi sono trasferita a Cambridge per lavorare su un progetto chiamato Gaia-ESO, che determina la composizione chimica di migliaia di stelle.

Il primo albero genealogico stellare

Sono diventata un membro del King’s College nel 2016, dove ho incontrato Rob Foley, un biologo antropologo che studiava gli alberi filogenetici come strumento per gli studi evolutivi. Realizzai che nell’evoluzione chimica galattica non usiamo questi strumenti ma forse potevano essere d’aiuto a capire le stelle. Fu qui che io e Rob ci siamo imbarcati verso un’avventura entusiasmante cercando di investigare questa idea.

Realizzammo subito che quello che collega una generazione stellare ad un’altra è la composizione chimica. È in un certo senso un DNA stellare, poiché una generazione eredita la composizione chimica del suo predecessore, più qualunque nuovo prodotto creato. E proprio come il DNA, questa informazione viene passata da una generazione all’altra. Fu qui che realizzammo che possiamo creare alberi filogenetici delle stelle per capire il patrimonio chimico tra generazioni di stelle.

Con colleghi di Barcellona e Oxford, abbiamo applicato strumenti filogenetici su un campione di stelle e creato il primo albero genealogico stellare. Questo albero ci ha permesso di classificare le stelle seguendo la loro struttura chimica e capire le loro relazioni e le loro storie comuni. L’albero è risultato avere tre rami principali. Questo significava che avevamo tre diverse famiglie stellari nel nostro campione. Conoscendo il movimento e le età delle stelle, abbiamo associato un ramo a stelle originate nel disco spesso della Via Lattea. Il secondo a stelle provenienti dal disco sottile. Il terzo ramo è ancora un mistero. Abbiamo scoperto qualcosa di nuovo, la cui natura deve essere svelata. Potrebbero essere stelle nate molto vicino al centro della nostra Galassia e che poi sono migrate nelle nostre vicinanze. Potrebbero anche avere un’origine extragalattica. Al momento, non possiamo dare una risposta. Abbiamo bisogno di un numero maggiore di stelle, più elementi chimici o più metodi per costruire gli alberi. Il futuro sembra molto eccitante

Ora, sono una professoressa di astronomia all’università Diego Portales in Cile. Ho ottenuto supporto finanziario dal governo cileno per continuare questi studi.

Un riconoscimento stellare

Il primo a postulare che gli elementi chimici potessero essere DNA stellare sono stati Ken Freeman e Joss Bland-Hawthorn nel 2002. Sono stata entusiasta ad incontrare Ken ad una conferenza nel 2017. Potete immaginare come potessi essere orgogliosa a presentare il primo “albero” stellare, appena pubblicato e ottenere molte attenzioni. L’incoraggiamento e la positività di Ken sono stati la chiave per me per perseguire la mia idea contro quelli che la respingevano superficialmente sulle basi che “l’evoluzione di una galassia non è guidata dalla riproduzione stellare”.

Nel 2018 Ken mi ha nominata per essere una degli Scenziati-da-osservare da Science News. Sono stata selezionata tra più di 60 giovani scienziati nominati da premi Nobel e da membri della National Accademy of Sciences. È stato un onore ricevere un tale riconoscimento e per aver avuto riconosciute le mie teorie scientifiche come rivoluzionarie. Questo mi assicura che posso fidarmi del mio istinto per capire la natura e la nostra Galassia. Essere la prima donna Latino-Americana ad essere stata premiata con un tale riconoscimento internazionale è stato anche motivo di orgoglio per la mia nazione, il Cile, che recentemente mi ha nominato con una delle 100 donne leader nel 2018. Questo è molto importante per me perché abbiamo bisogno di supporto da investire nella scienza, e ancora di più per le donne scienziate.

Le grandi scoperte vengono accompagnate da grandi lezioni. Ho imparato che dietro i tecnicismi del “come” è più importate cercare l’essenza del “perchè”. Spero che il mio lavoro possa ispirare altri a non essere intrappolati dall’opinione delle persone e che per evitare un fallimento uno potrebbe perdere l’opportunità di segnare una grande vittoria.

Darwin è stato rivoluzionario nelle sue idee di connessione di tutti gli esseri umani sulla Terra nell’Albero della vita. Le stelle nella nostra Galassia sono anch’esse collegate. È solo questione di tempo finchè riusciamo a scoprire l’albero cosmico delle stelle.

Tradotto da: Gabriella Di Gennaro.

Gabriella ha conseguito la laurea in Astrofisica e Cosmologia presso l’ALMA Mater Studiorum di Bologna. Attualmente sta svolgendo un Dottorato in Astrofisica presso l’Università di Leiden (Paesi Bassi).

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