El oro en su dedo anular es estelar, y no solo de manera complementaria.

En un hallazgo que puede derrocar nuestra comprensión de dónde provienen los elementos pesados ​​de la Tierra, como el oro y el platino, una nueva investigación realizada por un físico de la Universidad de Guelph sugiere que la mayoría de ellos fueron lanzados a partir de una especie de explosión de estrellas muy lejana en el espacio y el tiempo de nuestro planeta.

Un 80 por ciento de los elementos pesados ​​en el universo probablemente se formaron en colapsos, una forma rara pero pesada de supernova, rica en elementos, a partir del colapso gravitacional de estrellas antiguas y masivas, típicamente 30 veces más pesadas que nuestro Sol, dijo el profesor de física Daniel Siegel.

Ese hallazgo anula la creencia generalizada de que estos elementos provienen principalmente de colisiones entre estrellas de neutrones o entre una estrella de neutrones y un agujero negro, dijo Siegel.

Su artículo, escrito en colaboración con colegas de la Universidad de Columbia, aparece hoy en la revista Nature.

Simulando las enormes explosiones estelares

Usando supercomputadoras, el trío simuló la dinámica de los colapsadores, o estrellas viejas cuya gravedad hace que implosionen y formen agujeros negros.

Bajo su modelo, los colapsos masivos que giran rápidamente expulsan elementos pesados ​​cuyas cantidades y distribución son “sorprendentemente similares a lo que observamos en nuestro sistema solar”, dijo Siegel. Se unió a U of G este mes y también fue nombrado para el Instituto Perimetral de Física Teórica, en Waterloo, Ontario.

La mayoría de los elementos que se encuentran en la naturaleza se crearon en reacciones nucleares en estrellas y, finalmente, fueron expulsados ​​en enormes explosiones estelares.

Los elementos pesados ​​que se encuentran en la Tierra y en otras partes del universo, desde explosiones de hace mucho tiempo van desde el oro y el platino, hasta el uranio y el plutonio que se usan en los reactores nucleares, hasta elementos químicos más exóticos, como el neodimio, que se encuentra en artículos de consumo como los electrónicos.

Representación artística de una supernova
Representación artística de una supernova. Crédito: NASA

Hasta ahora, los científicos pensaban que estos elementos se cocinaban principalmente en explosiones estelares que involucraban estrellas de neutrones o agujeros negros, como en una colisión de dos estrellas de neutrones observada por los detectores de la Tierra que aparecieron en los titulares en 2017.

Grandes colapsos

Irónicamente, dijo Siegel, su equipo comenzó a trabajar para comprender la física de esa fusión antes de que sus simulaciones apuntaran a colapsos como una cámara de nacimiento de elementos pesados.

Siegel dijo:

“Nuestra investigación sobre las fusiones de estrellas de neutrones nos ha llevado a creer que el nacimiento de agujeros negros en un tipo muy diferente de explosión estelar podría producir incluso más oro que las fusiones de estrellas de neutrones”.

Lo que los colapsos carecen en frecuencia, lo compensan en la generación de elementos pesados, dijo Siegel. Los colapsos también producen destellos intensos de rayos gamma.

Siegel dijo:

“El ochenta por ciento de estos elementos pesados ​​que vemos deben provenir de colapsos. Los colapsos son bastante raros en las ocurrencias de supernovas, incluso más raros que las fusiones de estrellas de neutrones, pero la cantidad de material que expulsan al espacio es mucho mayor que la de las fusiones de estrellas de neutrones”.

El equipo ahora espera ver su modelo teórico validado por observaciones. Siegel dijo que los instrumentos infrarrojos como los del Telescopio Espacial James Webb, que se lanzarán en 2021, deberían ser capaces de detectar una radiación reveladora que apunta a elementos pesados ​​de un colapsado en una galaxia lejana.

“Eso sería una firma clara”, dijo, y agregó que los astrónomos también podrían detectar evidencias de colapsos al observar las cantidades y la distribución de elementos pesados ​​en otras estrellas de nuestra galaxia Vía Láctea.

Siegel dijo que esta investigación puede dar pistas sobre cómo comenzó nuestra galaxia.

El estudio científico ha sido publicado en la revista Nature.

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