Il telescopio spaziale XRISM, frutto della collaborazione tra JAXA, NASA e ESA, ha permesso di recente una scoperta significativa: grazie al suo spettrometro a raggi X ad alta risoluzione, lo strumento Resolve ha rilevato per la prima volta con chiarezza tracce di cloro e potassio nel resto di supernova Cassiopea A.
Cassiopea A si trova nella costellazione di Cassiopea, a circa 11 000 anni luce dalla Terra. È ciò che resta di una stella esplosa oltre 340 anni fa. A dicembre 2023, XRISM ha osservato due volte questo oggetto, rilevando quantità insolitamente elevate di cloro e potassio. I dati mostrano anche un possibile segnale di fosforo, già osservato in passato con strumenti nell’infrarosso.
La scoperta è importante non solo per studiare l’evoluzione delle supernovae, ma anche per capire dove si formano elementi essenziali per la vita, come cloro e potassio. Secondo i ricercatori, questi elementi sono concentrati in due regioni opposte del resto di supernova, segno che l’esplosione non è stata simmetrica.
Il ruolo di XRISM
Lanciato il 6 settembre 2023 dallo spazioporto di Tanegashima, XRISM è una missione progettata per studiare l’Universo ad alte energie: plasmi caldi, esplosioni stellari, resti di supernovae, buchi neri e strutture cosmiche su larga scala.
A bordo trasporta due strumenti principali: Resolve, uno spettrometro a microcalorimetro sviluppato da NASA e JAXA, capace di misurare l’energia dei fotoni X con una risoluzione senza precedenti, e Xtend, un imager a raggi X pensato per acquisire immagini estese con un ampio campo visivo. Resolve lavora nel range di energia 0.3–12 keV con una risoluzione energetica dell’ordine di 5–7 eV, permettendo analisi spettrali molto più dettagliate rispetto alle missioni precedenti.
Proprio questa capacità ha reso possibile la rilevazione di elementi rari come cloro e potassio nella supernova Cassiopea A. In passato, strumenti simili riuscivano a identificare solo gli elementi più abbondanti, come ferro o silicio. XRISM rappresenta quindi un passo avanti significativo nello studio della composizione chimica del cosmo, e nella comprensione dei processi fisici che governano le fasi finali della vita delle stelle.
Implicazioni astrobiologiche della scoperta
La rilevazione di cloro e potassio in Cassiopea A va ben oltre una semplice mappa chimica del resto di supernova: suggerisce che elementi essenziali per la vita terrestre possano essere prodotti e dispersi già durante l’esplosione di una stella. Il potassio, ad esempio, è fondamentale per il funzionamento delle cellule e dei muscoli, e il cloro svolge ruoli importanti nei processi chimici e biologici terrestri.
Il fatto poi che questi elementi, rari e difficili da tracciare, siano presenti in quantità superiori al previsto, indica che le condizioni di fusione nucleare e di rimescolamento interno della stella progenitrice siano state peculiari. In particolare, la distribuzione asimmetrica fa pensare che l’esplosione non sia stata uniforme: all’interno della stella, movimenti turbolenti potrebbero aver mescolato gli strati, creando le condizioni per la formazione di questi elementi.
In un contesto più ampio, queste misurazioni aiutano a comprendere come gli elementi su cui si basa la biochimica sulla Terra, e probabilmente su altri mondi, vengano creati e distribuiti attraverso l’Universo. Ogni supernova è una sorta di “fabbro cosmico”, che arricchisce lo spazio interstellare con ingredienti essenziali per eventuali forme di vita.
La scoperta con XRISM di cloro e potassio in Cassiopea A apre quindi nuove prospettive: non solo per la comprensione dell’evoluzione stellare e delle supernovae, ma anche per le origini chimiche della materia che compone i pianeti, e la vita stessa.
Lo studio, pubblicato il 4 dicembre su Nature Astronomy, è reperibile qui.
