LUNA è il nome così evocativo dell’unico satellite del nostro pianeta ma, da circa 25 anni, è anche la sigla che individua una ricerca di frontiera nelle viscere del Gran Sasso (LNGS), uno dei quattro laboratori nazionali dell’INFN. LUNA infatti è l’acronimo di Laboratory for Underground Nuclear Astrophysics ed è il nome con cui una nuova linea di ricerca, l’astrofisica nucleare sotterranea, è stata battezzata e si è diffusa nel mondo.
A questo punto però è necessaria una premessa.
L’osservazione degli astri e il tentativo di comprenderne natura e comportamento è stata una delle prime attività scientifiche dell’umanità. Non possiamo qui ripercorrere questa affascinante vicenda ma va detto che solo recentemente, alla fine degli anni 30, si è compreso che le stelleproducono l’enorme quantità di energia che poi irraggiano nel cosmo grazie a reti molto complesse di reazioni termonucleari, ovvero processi in cui nuclei atomici fondono tra loro e liberano appunto energia. Per inciso, è lo stesso meccanismo che la nostra società tecnologica cerca da circa 50 anni di riprodurre artificialmente per costruire un reattore a fusione nucleare in grado di produrre energia con un impatto ridottissimo sull’ambiente e con scorte di combustibile pressoché inesauribili (essenzialmente idrogeno, l’elemento chimico di gran lunga più abbondante nell’Universo, e i suoi isotopi deuterio e trizio). Più in dettaglio, oggi sappiamo che
le stelle si formano a partire da “nubi” di materia che, sotto l’azione della forza di gravità, iniziano a contrarsi e quindi a riscaldarsi fino a raggiungere temperature alle quali la fusione nucleare diventa possibile.
È questo il momento in cui una stella si “accende” o, per certi versi, nasce. La composizione delle nubi proto-stellari è la stessa che si ha pochi minuti dopo il Big Bang e quindi è quasi totalmente dominata dall’idrogeno. Sono infatti nuclei di atomi di idrogeno, e cioè singoli protoni, che iniziano a fondere tra loro per formare elio e poi, nelle fasi più avanzate della vita della stella, carbonio, ossigeno e, con meccanismi via via più complessi e concitati, tutti gli elementi
che compongono la tavola periodica. Questo è un incrocio veramente intrigante: le stelle (tra cui il nostro Sole) sono sorgenti di enormi quantità di energia ma sono anche le dove tutti (tranne l’idrogeno) gli elementi chimici che formano il nostro mondo sono costruiti e, grazie alle spettacolari esplosioni di novae e supernovae, dispersi nel cosmo.
È proprio dalle ceneri di qualche stella giunta alla fine del suo ciclo che si è formata la nube di materiale che è poi diventata il sistema solare, il nostro pianeta, gli elementi stessi che formano le nostre ossa, i muscoli e il nostro cervello che ci permette di comprendere questa complessa
vicenda…a tutti gli effetti noi sia o fatti di polvere di stelle! Da un altro punto di vista, è interessante sottolineare come il prepotente sviluppo tecnologico dell’umanità ci permette ora di costruire molecole e materiali con prestazioni sempre più incredibili (un esempio tra tutti: il grafene) a partire dagli atomi che troviamo e raccogliamo sul pianeta…ma questa “materia prima” è stata in realtà prodotta in qualche stella ormai morta. Solo in tempi recentissimi (e con enormi dispendi energetici) abbiamo imparato a trasformare gli atomi anche nei nostri laboratori.