Il 2019 è stato dichiarato dall’UNESCO “Anno Internazionale della Tavola Periodica“, per celebrare il 150esimo anniversario dalla presentazione ufficiale della Tavola degli Elementi da parte del chimico russo Dmitrij Mendeleev. A quell’epoca erano noti poco più di 60 elementi chimici; al giorno d’oggi, il numero è pressoché raddoppiato. Attualmente, la tavola contiene 118 elementi noti, gli ultimi quattro dei quali sono stati aggiunti nel 2016. La rappresentazione grafica della tavola, riportata in figura, mostra, per ogni elemento chimico, le proprietà principali e dove si può trovare in natura, o, alternativamente, il suo utilizzo nella società moderna.

Una delle domande che si sono posti i fisici e gli astrofisici negli ultimi cento anni è stata: da dove provengono gli elementi chimici? Sulla Terra non esistono condizioni fisiche idonee a creare alcun nuovo elemento, sostanzialmente perché per questi processi sono necessarie temperature decisamente più elevate di quelle presenti sulla Terra (qualche milione di gradi). Di conseguenza, gli elementi chimici che osserviamo sul nostro pianeta erano già presenti al momento della sua formazione. Ad eccezione di idrogeno, elio e litio, prodotti nella prima ora di vita dell’Universo, gli elementi si sono formati nei nuclei delle stelle che hanno concluso il loro ciclo di vita prima della formazione del Sistema Solare, avvenuta circa 4.6 miliardi di anni fa.

Lo studio delle reazioni nucleari alla loro origine prende il nome di “nucleosintesi stellare”. La “nucleosintesi stellare” rappresenta un importante filone scientifico dell’Osservatorio Astronomico d’Abruzzo: i suoi ricercatori sono infatti tra i maggiori esperti mondiali dei processi responsabili della produzione degli elementi più pesanti del ferro. Per celebrare i 150 anni esatti dalla pubblicazione della Tavola di Mendeleev, abbiamo invitato presso la nostra struttura una classe delle scuole elementari dell’Istituto Comprensivo di Castellalto. Dopo aver visitato le aule interattive del Museo Multimediale, abbiamo descritto ai bambini l’origine dei vari elementi chimici. Partendo dalle reazioni nucleari che avvengono all’interno del Sole, siamo giunti a spiegare come si formano gli elementi più pesanti durante la fusione di due stelle di neutroni appartenenti ad un sistema binario. Il più “famoso” di questi fenomeni è stato associato all’evento di onde gravitazionali GW170817 osservato il 17 agosto del 2017: l’analisi della luce emessa ha consentito di rivelare che durante quell’evento si sono formati moltissimi elementi pesanti, come oro, argento ed uranio.

Chi è interessato a comprendere i processi alla base della formazione degli elementi chimici all’interno delle stelle, può trovare sulle nostre pagine web un piccolo “compendio di nucleosintesi stellare”, che trasporterà i lettori interessati nel mondo dell’astrofisica nucleare.

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Sergio Cristallo