Colisión de Estrellas de Neutrones Revelan el Origen del Oro

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Un equipo de astrónomos logró detectar las primeras ondas gravitacionales provenientes de la fusión de dos estrellas de neutrones, encontrando pruebas de que podrían ser la fuente de los metales más pesados ​​del universo, incluyendo el oro y el platino.

“Se trata de un descubrimiento que siempre esperamos”, comentó David Reitze, director ejecutivo del observatorio LIGO, el cual identificó las ondas cósmicas, conocidas como ondas gravitacionales. Los resultados del estudio son parte de una colaboración que involucró a 70 observatorios alrededor de todo el mundo.

Las ondas gravitacionales son consecuencia de la teoría general de la relatividad de Einstein, la cual establece que la gravedad es una curvatura en el espacio-tiempo, en vez de una fuerza. Por lo que si imaginamos que un ente (planeta, estrella o persona) se mueve a través del espacio, la curvatura también se movería, creando ondas gravitatorias similares a la estela de un bote. Sin embargo, sólo los objetos masivos, como estrellas de neutrones o agujeros negros, producen ondas detectables.

Por su parte, las estrellas de neutrones son cadáveres de estrellas más grandes que el Sol. Ostentan un tamaño de apenas 20-25 kilómetros de ancho, aunque su composición es tan densa que 1 centímetro cúbico equivale a un millón de toneladas métricas.

Cuando dos estrellas de neutrones colisionan se producen dos efectos, según los teóricos. Primero, el choque daría lugar a los metales más pesados de la tabla periódica y, segundo, emitiría ondas gravitacionales a medida que vuelve sobre su centro. Así, dichas colisiones serían el origen del oro y otros elementos como el platino. El descubrimiento se produjo gracias a que se pudo documentar este fenómeno.

El protagonista del estudio fue el Observatorio de Ondas Gravitatorias por Interferometría Láser (LIGO, por sus siglas en inglés). Una vez que LIGO detectó las ondas gravitacionales, los astrónomos pudieron apuntar sus telescopios hacia la región de procedencia. Así, fueron testigos del encuentro entre dos estrellas de neutrones, ubicadas a unos 130 millones de años luz de la Tierra, en la constelación de Hidra.

Imagen del observatorio LIGO. Foto: Wikimedia.org

Al enfrentarse, las estrellas de neutrones parecían “una bola de fuego extremamente radioactiva”, expresó Nial Tanvir, astrónomo de la Universidad de Leicester (Reino Unido). “En teoría, en medio de esta violenta colisión, los metales más pesados, en forma de partículas subatómicas, serían liberados”. El equipo pudo observar espectros de luz infrarroja, provenientes del choque, que revelaron cómo eran expulsados estos elementos.

“Luego, todos esos materiales arrojados al espacio se mezclaron con otros gases en la galaxia”, dijo Tanvir.

Un misterio revelado

El descubrimiento ha significado un importante paso para descifrar el origen de los metales pesados en la Tierra y el Universo. Durante algún tiempo se pensó que las supernovas eran las responsables de tales elementos, pero la teoría no fue muy aceptada, dijo Marcelle Soares-Santos, profesora asistente de física de la Universidad Brandeis, en Massachusetts (EE.UU.). La proporción de metales pesados en la Tierra parecía ser demasiado grande como para ser explicada por las cantidades que producen las supernovas, añadió.

Los científicos ya habían considerado que las colisiones de estrellas de neutrones podrían ser buenas candidatas para la generación de algunos metales pesados ​​en el universo. Pero no estaba clara la frecuencia con la que ocurrían dichos eventos, ni cuánto material arrojaban al espacio interestelar.

Sin embargo, ya tenemos una respuesta para esta última pregunta de acuerdo con el astrónomo de la Universidad Harvard (EE.UU.), Edo Berger. Alrededor de 16.000 masas terrestres es la porción de metales pesados que suelta el encuentro entre dos estrellas de neutrones. “Cerca de 10 veces la masa terrestre es lo que liberan sólo en oro y platino”, expresó el especialista. Todos estos metales pesados se convierten en parte del medio interestelar y, finalmente, una fracción termina siendo parte de nuevos planetas.

Además, Berger aclaró que esto no significa que las supernovas no produzcan metales pesados, sino que las estrellas de neutrones generan la mayor cantidad de ellos.

Estrellas de neutrones

Representación artística de una supernova. Foto: Nasa.gov

Por su parte, Tanvir dijo que la formación de estos elementos es un proceso bien comprendido. “Sabemos que si las condiciones son adecuadas, el proceso sucede naturalmente”. Así, las estrellas de neutrones parecen cumplir con estas condiciones necesarias, agregó.

Oro en nuevos planetas

No obstante, todavía quedan algunas preguntas abiertas, mencionó Berger. “No sabemos si se trata de un fenómeno habitual o si otros eventos similares producirán más, o menos, de estos elementos en el futuro”.

Considerando las estimaciones de cuánta materia arrojó la colisión de las estrellas de neutrones, “parece que podemos explicar la existencia de todos los metales pesados ​​después del hierro”. Esto incluye los metales pesados ​​que vemos en la Tierra, los cuales habrían venido del mismo proceso, antes de ser absorbidos por la nebulosa que formó nuestro Sistema Solar.

A medida que esos elementos se fueron acercando al Sol, se habrían fusionado con asteroides que bombardearon la Tierra en sus orígenes. De la misma forma, los metales pesados liberados por este par de estrellas de neutrones también pudieron haber terminado en otros planetas.

Fuentes: LiveScience.com, Wikipedia.org

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