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In un mondo in cui è sempre più facile sentirsi smarriti, uno spiraglio di luce racconta una realtà profonda e ancestrale: “siamo polvere di stelle che studia le stelle, il tentativo dell’universo di comprendere sé stesso”. Potrebbe risultare poetico, a tratti banale, ma le parole di Carl Sagan, noto astrofisico statunitense, nascondono una realtà scientifica che lascia poco spazio a interpretazioni. “L’azoto nel nostro DNA, il calcio nei nostri denti e il ferro nel nostro sangue” sono elementi chimici derivati dal ciclo di nascita e morte delle stelle, giunti fino a noi nel corso di miliardi di anni. Ma siamo davvero figli delle stelle, come cantava Alan Sorrenti?

Come nascono le stelle Il ciclo vitale delle stelle Il ciclo cosmico Il corpo umano come testimone Il ruolo dell’ossigeno e del carbonio Figli delle stelle

Come nascono le stelle

Le stelle sono corpi celesti che producono energia, vere e proprie fucine cosmiche che generano gli elementi fondamentali per la vita, come carbonio, ossigeno, calcio e ferro. Hanno origine all’interno delle nebulose, grandi nubi interstellari di polveri sottili e gas freddi in movimento. Questi materiali, sotto l’effetto della gravità, interagiscono tra loro e si aggregano in zone ad alta intensità chiamate Globuli di Bok. Quando la contrazione prosegue, la temperatura aumenta e dal collasso dei materiali nasce una protostella; se la massa è sufficiente, un ulteriore incremento di pressione innesca la fusione nucleare dell’idrogeno in elio. Tale evento segna l’inizio della vita della stella e la sua fase più lunga, nota come sequenza principale.

Il ciclo vitale delle stelle

Le stelle possono brillare per milioni o miliardi di anni ma, terminato l’idrogeno, la loro esistenza dipende dalla massa iniziale:

• Stelle di piccola massa non raggiungono temperature sufficienti a fondere l’elio e, dopo aver attraversato la fase di gigante rossa ed espulso gli strati più esterni, terminano la loro vita come nane bianche, destinate a raffreddarsi lentamente nel corso di miliardi di anni;
• Se la massa è pari o leggermente superiore a quella del Sole, evolvono in giganti rosse, innescando reazioni termonucleari che trasformano l’elio in carbonio e ossigeno. Al termine del processo, la stella espelle gli strati più esterni, dando origine a una nebulosa planetaria;
• Stelle di grande massa cominciano a fondere elementi progressivamente più pesanti, fino a quando il nucleo non si arricchisce di ferro. Raggiunta una massa critica, non potendo sostenere oltre la pressione gravitazionale, collassano e innescano un’esplosione di supernova, uno degli eventi più energetici dell’universo;
• Il corpo celeste estremamente compatto che permane dopo l’esplosione della supernova, a seconda delle dimensioni della stella originaria, diventa una stella di neutroni o un buco nero;

  

Il ciclo cosmico

Durante le reazioni di fusione nucleare, le stelle- in particolare le esplosioni di supernove, che producono elementi progressivamente più pesanti – generano carbonio, azoto, ossigeno, magnesio, zolfo, fosforo, calcio e ferro. Giunti al termine del ciclo vitale, i corpi celesti di dimensioni minori espellono lentamente gli strati esterni, mentre quelli di massa maggiore disperdono violentemente nello spazio i loro prodotti. Una parte di questi, uniti al gas interstellare in progressivo raffreddamento, contribuisce alla formazione di nuove stelle e pianeti. Il ciclo cosmico di nascita e morte, dunque, arricchisce l’universo proprio con quegli stessi elementi che portano alla formazione di nuovi sistemi planetari e in alcuni casi, come accaduto sulla Terra, rendono possibile la comparsa della vita.

Il corpo umano come testimone

Il corpo umano è un sistema complesso, il prodotto di un numero incredibile di atomi riuniti a formare molecole, cellule, tessuti, organi e apparati. Secondo i dati forniti dall’osservatorio della NASA Chandra X, la maggior parte degli atomi che compongono gli esseri umani proviene dall’esplosione di stelle massicce, una parte minore dalla fusione del Big Bang e una quantità ancor più ridotta dall’esplosione di nane bianche. Il corpo umano è costituito principalmente da quattro elementi chimici: ossigeno, carbonio, idrogeno e azoto. Ma come si trasformano in composti essenziali per la vita?

Il ruolo dell’ossigeno e del carbonio

Prendiamo in considerazione l’ossigeno e il carbonio. L’ossigeno è l’elemento più abbondante sulla Terra e rappresenta il carburante essenziale per il funzionamento del corpo umano. È indispensabile nella respirazione cellulare, il processo attraverso cui la cellula, mediante la demolizione di sostanze organiche, ottiene energia sotto forma di ATP. Viene trasportato nel corpo dai globuli rossi, legato all’emoglobina che lo distribuisce ai tessuti. Inoltre, il legame semplice tra un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno dà vita al principale costituente della materia vivente: l’acqua.

La struttura del carbonio consente invece di formare legami covalenti molto forti, dando origine a molecole stabili e complesse. In particolare, le sue catene rappresentano la struttura portante dei composti biologici (carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici). Combinandosi con atomi aventi proprietà diverse, come idrogeno, ossigeno, azoto e zolfo, forma i cosiddetti gruppi funzionali. Questi, inseriti sui vari scheletri carboniosi, consentono la formazione delle biomolecole. La vita che conosciamo non sarebbe possibile senza il carbonio. Lo ritroviamo nei carboidrati, fonte di energia, nei lipidi, fondamentali costituenti delle membrane cellulari, negli acidi nucleici, portatori dell’informazione genetica, o negli ormoni, come l’adrenalina.

Figli delle stelle

I nostri capelli, gli occhi, le labbra, persino i neuroni, sono formati da elementi che hanno percorso centinaia di migliaia di anni luce prima di giungere fino a noi. Pensare che il nostro codice genetico sia stato scritto dalle stelle sembra poesia, ma è pura scienza. Intere esistenze si consumano nella convinzione di essere piccole e insignificanti, eppure siamo parte integrante di un universo straordinario di cui noi stessi siamo testimonianza. Forse Alan Sorrenti non aveva tutti i torti: noi siamo figli delle stelle.

Federica Virecci Fana

Sitografia:

https://www.treccani.it/enciclopedia/stella/

https://www.focus.it/temi/evoluzione-stellare

https://www.saperescienza.it/rubriche/astronomia-e-spazio/perche-siamo-polvere-di-stelle-17-9-2021/

https://www.repubblica.it/scienze/2017/07/28/news/siamo_polvere_di_stelle_ma_di_altre_galassie_gli_astrofisici_riscrivono_le_origini-171801463/#:~:text=Le%20stelle%20sono%20dentro%20di,quale%20state%20leggendo%20questa%20storia.

https://www.ilmeteo.net/notizie/scienza/terra-carbonio-vita-combustibili-fossili.html#google_vignette