ASTROFISICA NUCLEARE

L’astrofisica nucleare è un settore di ricerca interdisciplinare che applica i principi della fisica nucleare a sistemi astrofisici, con l’obiettivo di comprendere i processi nucleari che avvengono nell’universo. Questi ultimi sono alla base anzitutto del funzionamento delle stelle, che si “accendono” proprio in seguito all’innesco di reazioni nucleari all’interno di nubi di gas e polveri, che in seguito alla contrazione gravitazionale raggiungono valori molto elevati di temperatura e pressione.

Ma i processi nucleari hanno un ruolo fondamentale anche al termine della vita delle stelle, che all’esaurirsi del “carburante” nucleare (costituito da nuclei di idrogeno ed elio) subiscono un collasso gravitazionale che può portare a fenomeni molto violenti come le esplosioni di supernova, in cui vengono espulsi dalla stella elementi chimici più pesanti dell’elio. Questi elementi sono gli stessi di cui tutti noi siamo composti: le reazioni nucleari che avvengono nell’universo, insomma, sono state determinanti anche per la comparsa della vita sulla Terra (e lo sono tuttora, dal momento che alimentano il Sole che illumina e scalda il nostro pianeta). Anche i fenomeni più estremi dell’universo, come la formazione dei buchi neri e delle stelle di neutroni, o gli eventi avvenuti nell’universo primordiale, sono caratterizzati da reazioni nucleari assai intense, in molti casi non ancora ben comprese.
Le ricerche nel campo dell’astrofisica nucleare costituiscono un importante esempio di lavoro multidisciplinare: tipicamente partono dall’osservazione in laboratorio di reazioni nucleari di interesse astrofisico, le cui misurazioni vengono poi usate dagli astrofisici per simulare (attraverso opportuni software) determinati scenari astrofisici, come il comportamento di una stella o le fasi successive al big bang.

Esperimento LUNA, Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics (© INFN)