Una fusión de estrellas de neutrones a mil años luz sembró el Sistema Solar

MADRID, 26 Mar. (EUROPA PRESS) -

La fusión de estrellas de neutrones que sembró nuestro sistema solar, y dio a la Tierra sus metales preciosos, ocurrió 100 millones de años antes y a 1.000 años luz de distancia de donde nació, según revela el rastreo de elementos producidos por el material en descomposición original.

Una investigación liderada por Szabolcs Marka, físico de la Universidad de Columbia, utilizó meteoritos datados en los albores del sistema solar --unos 4.500 millones de años-- para rastrear la colisión. Analizaron los isótopos, sabores de elementos con diferentes números de neutrones en sus átomos, en estas rocas.

Primero, calcularon la cantidad de isótopos radiactivos en el sistema solar temprano; Luego, los investigadores compararon sus mediciones con la cantidad de isótopos producidos por las fusiones de estrellas de neutrones. Marka presentó los resultados de su investigación en enero en la reunión de invierno de la American Astronomical Society en Honolulu.

Los elementos pesados del universo, como el oro, el platino y el plutonio, se forman cuando los neutrones bombardean los átomos existentes. Durante tales colisiones, un neutrón neutro puede emitir un electrón cargado negativamente, convirtiéndose en un protón cargado positivamente y cambiando la identidad del átomo.

Este proceso, conocido como captura rápida de neutrones, ocurre solo durante las explosiones más potentes, como las supernovas y las fusiones de estrellas de neutrones. Pero los científicos continúan debatiendo cuál de estos eventos extremos es responsable de la mayor parte de los elementos pesados en el universo.

Marka y su equipo recurrieron a meteoritos antiguos en un esfuerzo por comprender qué tipo de evento pudo haber sembrado el sistema solar temprano. Encerrado dentro de esas rocas del joven sistema solar hay material que vomitó de una explosión, y aunque esos elementos iniciales fueron radiactivos y se descompusieron rápidamente, dejaron firmas de su presencia pasada, informa Space.com.

Y a medida que el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) comienza a identificar posibles fusiones de estrellas de neutrones, los científicos están aplicando sus observaciones para ayudar a identificar los contribuyentes más probables del material formado en una fusión cercana, lo que Marka llamó "la mezcla bruja de la galaxia ", el material en descomposición lenta que llegó al sistema solar.

Estudios previos estimaron que una supernova ocurre en la Vía Láctea una vez cada 50 años más o menos. Las nuevas observaciones de LIGO sugieren que las fusiones de estrellas de neutrones ocurren con mucha menos frecuencia, aproximadamente una vez cada 100,000 años. La cantidad de elementos pesados en el sistema solar sugirió que provenían de una fusión cercana de estrellas de neutrones, ya que los orígenes de las supernovas habrían producido más material.

A partir de ahí, el equipo se basó en los isótopos individuales para determinar dónde y cuándo se había producido la fusión local de estrellas de neutrones del sistema solar.

"Cada isótopo es un cronómetro que comienza en la explosión", dijo Marka a Space.com. Al estudiar la cantidad de cada isótopo que quedaba cuando se capturó el material, pudo determinar la edad de la colisión que bañó el sistema solar. "Solo hay un punto en el tiempo cuando todos están de acuerdo", dijo. Ese punto ocurrió aproximadamente 100 millones de años antes de que se formara el sistema solar, un parpadeo en escalas de tiempo astronómicas. El equipo también calculó dónde chocaron las estrellas, una distancia de 1.000 años luz, en función de la cantidad de material que terminó en el sistema solar.

Lo que el equipo no pudo determinar fue la dirección en la que estos elementos pesados ingresaron al vecindario que se convertiría en nuestro sistema solar, un descubrimiento que teóricamente podría permitir a los científicos identificar los restos de la colisión. El problema es que el Sol no ha estado quieto durante los 4.500 millones de años desde que se formó; en cambio, ha estado viajando por la galaxia.

En el camino, ha dejado atrás las estrellas que se formaron cerca de él en el mismo grupo, estrellas que los astrónomos han buscado en vano durante mucho tiempo. Marka espera que algún día, los astrónomos encuentren esas estrellas hermanas y los restos de la fusión de estrellas de neutrones que formaron el sistema solar.