Cósmico

Las estrellas son los verdaderos hornos donde se fabrican la mayoría de los elementos más pesados. A través de la fusión nuclear, las estrellas convierten el hidrógeno en helio, liberando energía, que sustenta la estrella durante la mayor parte de su vida. A medida que la estrella envejece y el hidrógeno se agota, comienza a fusionar elementos más pesados, como el carbono, el oxígeno y el silicio, en un proceso que culmina con la formación de hierro.

Cuando una estrella masiva agota su combustible nuclear, colapsa bajo su propia gravedad y explota en una supernova. Este evento cataclísmico es crucial para la formación de elementos más masivos que el hierro. Durante la supernova, ocurren procesos como la captura rápida y lenta de neutrones (procesos r y s), creando una gran variedad de elementos pesados, desde el hierro hasta el uranio. Otro evento importante para la creación de elementos pesados es la colisión de estrellas de neutrones. Estas colisiones generan ondas gravitacionales detectables y producen elementos aún más pesados a través de la nucleosíntesis por captura de neutrones. Además de estos eventos, otros procesos como la nucleosíntesis en enanas blancas y la desintegración de elementos más pesados también contribuyen a la diversidad de elementos en el universo.

No hay seguridad de que conozcamos todos los elementos químicos que se forman en las estrellas. Además del uranio, con masa atómica de 238, que es el elemento natural más conocido, las estrellas más antiguas de la Vía Láctea tienen elementos más grandes y pesados. Investigadores de Estados Unidos, Canadá y Suecia han descubierto que las antiguas estrellas de neutrones han creado elementos con una masa atómica superior a 260. Los elementos más pesados como el neptunio, masa 237, hasta el laurencio con masa 266 se han obtenido en experimentos. Pero en las estrellas de neutrones los elementos con masas superiores a 260 capturan neutrones en un proceso rápido, denominado proceso r, que es el mecanismo por el que se producen los elementos más pesados que el hierro, con masa 55,8. Se producen de forma natural en las estrellas de neutrones, que se forman tras una supernova, en pares, que frecuentemente colisionan entre sí, formándose los átomos pesados. Es posible que se formen elementos más pesados que los que conocemos. Para incorporar muchos neutrones se requiere mucha energía y muchos neutrones. En el nacimiento o la muerte de una estrella de neutrones se tienen ambos. El investigador Roederer ha estudiado hasta 42 estrellas de la Via Láctea encontrando patrones de los elementos pesados en esas estrellas, sugiriendo que se ha producido una fisión (ruptura) a partir de ellos, por ser metaestables y desintegrarse hasta convertirse en elementos estables. Los materiales encontrados como plata y sodio sugieren que proceden por deposición que, originalmente tuvieron masas superiores a 260 antes de dividirse.

Los elementos más ligeros, como el hidrógeno, se formaron minutos después del Big Bang, y los un poco más pesados se crean mediante fusión nuclear. La formación de los más pesados ha sido objeto de debate durante más de 60 años. Ahora se propone que se producen en esos eventos raros en que chocan estrellas de neutrones. Reticulum II es una vieja galaxia enana ultra-débil, recién descubierta situada a 97.000 años luz y es muy antigua, formada entre 1 y tres millones de años tras el Big Bang. En el telescopio Magellan Clay del Observatorio Las Campanas, en Chile, se capturaron los espectros de sus nueve estrellas más brillantes, deduciendo a partir de ellos su composición química y detectaron niveles elevados de europio y otros elementos pesados de los que se forman por captura de neutrones. La cantidad de europio correspondía a la que debería haber en una colisión entre dos estrellas de neutrones. Esto sugiere que los elementos pesados de la Tierra también se produjeron en fusiones de estrellas de neutrones.

Así que la próxima vez que admires joyas de oro, piensa que: esos átomos probablemente fueron lanzados al espacio cuando estrellas densas se destruyeron entre sí. En palabras de Carl Sagan, somos «polvo de estrellas».