Emma Chapman è un'astrofisica britannica che di mestiere va a caccia delle prime stelle: La prima luce che ha illuminato il nostro Universo, all'alba del tempo. Per farlo, come racconta nel suo bellissimo saggio (Adelphi pagg. 302, euro 28) si addentra nell'"Era oscura" con gli strumenti più avanzati che la tecnologia metta a disposizione per la scienza.
Emma Chapman, come mai ha deciso di studiare le stelle primordiali?
"Sono stata attratta dalle prime stelle perché sono assise proprio all'inizio della storia. A volte mi considero proprio una storica, solo che ho un telescopio al posto della pala. Per comprendere come l'Universo si sia evoluto in ciò che vediamo oggi dobbiamo tornare indietro fino a quelle iniziali fonti di luce, il primissimo capitolo della storia cosmica, che però è ampiamente lacunoso: è come se ci fossimo persi tutto dei primi anni di vita dei nostri figli... Oltre a ciò, le prime stelle sono una specie estinta".
Perché?
"Erano chimicamente pure, composte solo di idrogeno ed elio, con una massa centinaia di volte quella del nostro Sole; perciò vivevano esistenze molto brevi: la maggior parte esplodeva nel giro di qualche milione di anni".
Quando è nata l'archeologia stellare?
"Negli ultimi decenni, grazie a misurazioni sempre più precise. Se fossero esistite delle stelle primordiali abbastanza piccole, allora potrebbero essere sopravvissute fino a oggi e conservare tracce dell'Universo da giovane; perciò l'archeologia stellare punta a identificare delle stelle con quantità estremamente basse di metalli pesanti e a utilizzarle come fossili del cosmo primordiale: è proprio archeologia, solo che è fatta con la luce".
Che cos'è l'"Era oscura"?
"È il periodo dopo il Big Bang, quando l'Universo si era raffreddato abbastanza perché si formassero gli atomi, ma prima che le stelle e le galassie si accendessero. Ai nostri occhi sarebbe apparso completamente buio fino a che, una dopo l'altra, sono nate le prime stelle: l'Alba cosmica. È il momento in cui l'Universo comincia ad accendere le luci. Prima c'era solo questa immensa distesa buia di gas invisibile, poi le prime stelle si sono formate e, come lucciole nella notte, hanno preso vita lampeggiando per tutto il cielo, cambiando l'Universo per sempre".
Perché è così importante l'"Era Oscura"?
"Quel primo miliardo di anni è il ponte fra il primo Universo caldissimo del Big Bang e il ricco paesaggio cosmico che abitiamo oggi e ci può raccontare come si sono formate le prime stelle, come hanno modificato i gas intorno a loro, come le prime galassie si sono assemblate, come i primi buchi neri sono collassati e perfino come si è comportata la materia oscura...".
Quali sono i maggiori misteri su queste stelle?
"Le domande aperte sono molte. Non sappiamo ancora esattamente che massa avessero, come si siano formate a partire dai gas puri, e quanto rapidamente abbiano trasformato il loro ambiente. Ma oggi uno dei misteri più grandi riguarda come i buchi neri supermassicci al centro della nostra galassia siano diventati così enormi e, studiando le prime stelle, possiamo capire proprio come si siano formati i primissimi buchi neri".
Che caratteristiche avevano queste stelle?
"Erano molto diverse da quelle che nascono ora. Si erano formate da gas costituiti da elio e idrogeno, in teoria senza elementi pesanti, perciò oltre ad avere una massa molto maggiore del Sole erano anche molto più luminose e più blu. Probabilmente vivevano in fretta e morivano giovani, pochi milioni anni. Le stelle successive si sono formate nei gas arricchiti dalle generazioni precedenti, e questa chimica cambia tutto, perché permette il sorgere di stelle più piccole, più fredde e longeve: sono quelle che vediamo oggi. Però siamo debitori di tutti i nostri elementi pesanti a quei primi motori della creazione, che hanno fuso i gas leggeri nella materia che costituisce le altre stelle, i pianeti e anche noi".
Le tecnologie per individuare le stelle primordiali?
"Ci sono vari approcci. Uno è l'archeologia stellare: cercare piccole stelle primordiali sopravvissute nella nostra galassia, esaminando la luce di ogni singola stella e scoprendo se contiene solo idrogeno ed elio. Un altro è la ricerca di un segnale radio direttamente dall'era delle prime stelle, attraverso i radiotelescopi. Come astronomi siamo molto fortunati a poter guardare indietro nel tempo... Registrando questi segnali radio da 13 miliardi di anni luce fa vediamo l'Universo così com'era nell'epoca delle prime stelle".
Quanto ci manca per individuarne una?
"Individuare una singola, pura stella primordiale è difficilissimo, e non ci siamo ancora riusciti. Però ci siamo arrivati molto vicino, perché è stata scoperta la loro prima discendente: una stella con così pochi metalli pesanti che può essersi formata solo dai materiali avanzati da una supernova primordiale. Ma l'archeologia stellare e la radioastronomia evolvono rapidamente e credo che rileveremo un segnale radio della prima era entro la fine del decennio".
Alla fine la vita delle stelle è simile a quella sulla Terra, dove la morte di una creatura è la vita di un'altra e l'evoluzione va sempre avanti?
"Sì, credo che questo paragone abbia molto senso e certamente sono sensibile al lato poetico della cosmologia. Le stelle sono parte di un ciclo cosmico e c'è una specie di eredità, in cui ogni generazione cambia le condizioni per la successiva. Gli atomi nel nostro corpo sono stati forgiati all'interno delle prime stelle: abbiamo la storia dell'Universo nelle nostre ossa".
Se potesse realizzare un desiderio astronomico?
"Tanto quanto
vorrei svelare una stella primordiale, credo che sceglierei di trovare le prove di una civiltà extraterrestre su un altro pianeta. I radioastronomi usano i radiotelescopi per captare segnali extraterrestri, perciò chissà...".
