Dos astrónomos creen que han identificado la antigua colisión estelar que le dio a nuestro sistema solar su alijo de oro y platino preciosos, algunos de ellos, de todos modos.
En un nuevo estudio publicado el 1 de mayo en la revista Nature, el dúo analizó los restos de isótopos radiactivos, o versiones de moléculas con diferentes números de neutrones, en un meteorito muy antiguo. Luego, compararon esos valores con las relaciones de isótopos producidas por una simulación por computadora de fusiones de estrellas de neutrones: colisiones estelares cataclísmicas que pueden causar ondas en la estructura del espacio-tiempo.
Los investigadores encontraron que una sola colisión de estrellas de neutrones, que comenzó aproximadamente 100 millones de años antes de que nuestro sistema solar se formara y se ubicara a 1,000 años luz de distancia, podría haber proporcionado a nuestro vecindario cósmico muchos de los elementos más pesados que el hierro, que tiene 26 protones. Esto incluye alrededor del 70% de los átomos de curio de nuestro sistema solar temprano y el 40% de sus átomos de plutonio, además de muchos millones de libras de metales preciosos como el oro y el platino. En total, los investigadores descubrieron que este único accidente de estrella antigua puede haberle dado a nuestro sistema solar el 0.3% de todos sus elementos pesados, y llevamos algunos de ellos con nosotros todos los días.
Agregó que, si usa un anillo de bodas de oro o platino, también lleva un poco del explosivo pasado cósmico. "Alrededor de 10 miligramos probablemente se formaron hace 4.600 millones de años", dijo Bartos.
Hay oro en ellas que son estrellas
¿Cómo hace una estrella un anillo de bodas? Se necesita una explosión cósmica épica (y unos pocos miles de millones de años de paciencia).
Elementos como el plutonio, el oro, el platino y otros más pesados que el hierro se crean en un proceso llamado captura rápida de neutrones (también llamado proceso r), en el que un núcleo atómico se adhiere rápidamente a un grupo de neutrones libres antes de que el núcleo tenga tiempo de descomposición radiactiva. Este proceso ocurre solo como resultado de los eventos más extremos del universo, en explosiones estelares llamadas supernovas o estrellas de neutrones en colisión, pero los científicos no están de acuerdo sobre cuál de esos dos fenómenos es el principal responsable de la producción de elementos pesados en el universo.
En su nuevo estudio, Bartos y su colega Szabolcs Marka (de la Universidad de Columbia en Nueva York) argumentan que las estrellas de neutrones son la fuente predominante de elementos pesados en el sistema solar. Para hacerlo, compararon los elementos radiactivos conservados en un meteorito antiguo con simulaciones numéricas de fusiones de estrellas de neutrones en varios puntos en el espacio-tiempo alrededor de la Vía Láctea.
"El meteorito contenía el remanente de isótopos radiactivos producidos por las fusiones de estrellas de neutrones", dijo Bartos a Live Science en un correo electrónico. "Si bien se descompusieron hace mucho tiempo, podrían usarse para reconstruir la cantidad del isótopo radiactivo original en el momento en que se formó el sistema solar".
El meteorito en cuestión contenía isótopos descompuestos de átomos de plutonio, uranio y curio, que los autores de un estudio de 2016 en la revista Science Advances utilizaron para estimar las cantidades de estos elementos presentes en el sistema solar temprano. Bartos y Marka conectaron esos valores a un modelo de computadora para calcular cuántas fusiones de estrellas de neutrones se necesitarían para llenar el sistema solar con las cantidades correctas de esos elementos.
Un cataclismo casual
Resulta que una sola fusión de estrellas de neutrones haría el truco, si ocurriera lo suficientemente cerca de nuestro sistema solar, dentro de 1,000 años luz, o alrededor del 1% del diámetro de la Vía Láctea.
Se cree que las fusiones de estrellas de neutrones son bastante raras en nuestra galaxia, y ocurren solo unas pocas veces cada millón de años, escribieron los investigadores. Las supernovas, por otro lado, son mucho más comunes; Según un estudio de 2006 de la Agencia Espacial Europea, una estrella masiva explota en nuestra galaxia una vez cada 50 años más o menos.
Bartos y Marka concluyeron que esa tasa de supernova es demasiado alta para dar cuenta de los niveles de elementos pesados observados en los primeros meteoros del sistema solar, descartándolos como la fuente probable de esos elementos. Sin embargo, una sola fusión de estrellas de neutrones cercana se ajusta perfectamente a la historia.
Según Bartos, estos resultados "arrojan luz brillante" sobre los eventos explosivos que ayudaron a que nuestro sistema solar sea lo que es.
