Lo spazio non è completamente vuoto. Tra le stelle fluttuano gas rarefatti e una quantità enorme di minuscoli granelli solidi: la polvere cosmica. Per gli astronomi è stata a lungo un fastidio, perché oscura e arrossa la luce delle stelle lontane. Oggi sappiamo che è molto di più: è il materiale da cui nascono i pianeti, compresa la Terra, e forse uno degli ingredienti che hanno reso possibile la vita.
Che cos'è la polvere cosmica
Con il termine polvere cosmica si indicano particelle solide di dimensioni microscopiche, in genere inferiori a un decimo di millimetro e spesso molto più piccole, fino a pochi milionesimi di millimetro. A seconda di dove si trovano si parla di polvere interstellare (tra le stelle), interplanetaria (all'interno del Sistema solare), circumstellare (attorno a una stella) o intergalattica.
La composizione è varia: i granelli più comuni sono formati da silicati, minerali simili a quelli delle rocce terrestri, e da composti del carbonio, come la grafite e grandi molecole organiche chiamate idrocarburi policiclici aromatici. Nelle regioni più fredde i granelli si ricoprono di ghiacci di acqua, monossido di carbonio e altre sostanze.
Da dove viene: più di una fabbrica
Per molto tempo si è discusso su quale fosse la principale "fabbrica" della polvere nell'universo. Oggi si ritiene che le fonti siano diverse e complementari:
- Le stelle giganti rosse nelle ultime fasi di vita. Stelle di massa simile al Sole, quando si espandono, perdono i loro strati esterni attraverso venti lenti e freddi, in cui gli atomi di carbonio, silicio e ossigeno si condensano formando granelli.
- Le supernove. Le esplosioni delle stelle più massicce producono grandi quantità di elementi pesanti e, nei gas in espansione, anche polvere. Parte di questa viene però distrutta dalle onde d'urto successive.
- Le stelle massicce in sistemi binari. In alcune coppie di stelle molto calde, come le stelle di Wolf-Rayet, i venti stellari si scontrano e comprimono il gas, favorendo la formazione di polvere di carbonio. Il telescopio James Webb ha fotografato nel sistema WR 140 una serie di gusci concentrici di polvere prodotti proprio in questo modo.
- La crescita nelle nubi interstellari. Una volta nello spazio, i granelli possono crescere accumulando atomi e molecole dal gas circostante, soprattutto nelle nubi più dense.
Proprio l'idea di un'origine multipla ha risolto uno dei problemi degli astronomi: la grande quantità di polvere osservata anche in galassie molto giovani, nate poco dopo il Big Bang, che difficilmente si spiega con una sola fonte.
Perché è così importante
La polvere cosmica svolge ruoli fondamentali nell'evoluzione delle galassie. Sulla superficie dei granelli, che fanno da "catalizzatori", gli atomi di idrogeno si uniscono formando idrogeno molecolare, il gas da cui nascono le stelle. Nelle nubi dense la polvere scherma la radiazione ultravioletta, permettendo la formazione di molecole complesse, anche organiche.
Attorno alle stelle giovani la polvere si concentra in dischi, dove i granelli si scontrano e si aggregano, formando corpi sempre più grandi: prima sassolini, poi planetesimi, infine pianeti. La Terra, in un certo senso, è fatta di polvere di stelle.
Il velo che nasconde le stelle
Chi osserva la Via Lattea in una notte buia nota delle zone scure lungo la sua scia luminosa: non sono spazi vuoti, ma grandi nubi di polvere che bloccano la luce delle stelle retrostanti. Alcune, come la celebre nebulosa Testa di Cavallo in Orione, hanno forme spettacolari. La polvere assorbe soprattutto la luce blu e lascia passare quella rossa, facendo apparire le stelle lontane più rosse di quanto siano in realtà.
Per questo i telescopi che osservano nell'infrarosso, come il James Webb, sono così preziosi: la radiazione infrarossa attraversa la polvere e permette di vedere le stelle in formazione nascoste all'interno delle nubi. La polvere stessa, riscaldata dalla luce stellare, emette nell'infrarosso, e mappandola gli astronomi ricostruiscono la struttura delle galassie. Se ti interessano queste regioni di cielo, leggi il nostro articolo sulla costellazione di Orione.
Polvere che arriva sulla Terra
Ogni giorno una pioggia invisibile di polvere extraterrestre cade sul nostro pianeta. Uno studio basato su campioni raccolti in Antartide ha stimato che circa 5.000 tonnellate di micrometeoriti raggiungano la superficie terrestre ogni anno. Gran parte di questa polvere proviene da comete e asteroidi; quando i granelli più grandi entrano nell'atmosfera ad alta velocità, producono le scie luminose delle stelle cadenti.
La polvere interplanetaria è anche responsabile della luce zodiacale, un tenue bagliore a forma di cono visibile in cieli molto bui dopo il tramonto o prima dell'alba, dovuto alla luce del Sole diffusa dai granelli sparsi lungo il piano del Sistema solare.
Raccogliere la polvere dallo spazio
Studiare la polvere direttamente è possibile. La missione Stardust della NASA ha attraversato la chioma della cometa Wild 2 e nel 2006 ha riportato a Terra campioni di polvere cometaria catturati in un materiale leggerissimo chiamato aerogel, insieme ad alcuni rari granelli di probabile origine interstellare. Le missioni Hayabusa2 e OSIRIS-REx hanno invece riportato campioni di asteroidi, che contengono granelli più antichi del Sistema solare stesso.
Per approfondire i corpi da cui proviene gran parte della polvere interplanetaria, leggi il nostro articolo sulla cometa gigante 2014 UN271. Una panoramica scientifica sul tema è disponibile alla voce Cosmic dust su Wikipedia. Altri articoli ti aspettano nella sezione Astronomia.
