El origen de muchos de los elementos más preciados en la tabla periódica, como el oro, la plata y el platino, ha dejado perplejos a los científicos durante más de seis décadas. Ahora, un estudio reciente tiene una respuesta, transmitida de forma evocativa desde la lejana luz de las estrellas desde una distancia lejanagalaxia enana.
En una mesa redonda, publicada hoy, la Fundación Kavli habló con dos de los investigadores detrás del descubrimiento acerca de por qué la fuente de estos elementos pesados, colectivamente llamados elementos de "proceso r", ha sido tan difícil de descifrar.
"Comprender cómo se forman los elementos pesados del proceso-r es uno de los problemas más difíciles en la física nuclear", dijo Anna Frebel, profesora asistente en el Departamento de Física del Instituto de Tecnología de Massachusetts MIT y también miembro del MITInstituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial MKI.
"La producción de estos elementos realmente pesados requiere tanta energía que es casi imposible hacerlos experimentalmente", continuó Frebel. "El proceso para hacerlos simplemente no funciona en la Tierra. Por lo tanto, hemos tenido que usar las estrellas ylos objetos en el cosmos como nuestro laboratorio "
Los hallazgos también demuestran cómo determinar el contenido de las estrellas puede arrojar luz sobre la historia de la galaxia que las alberga. Apodada "arqueología estelar", este enfoque permite a los astrofísicos aprender más sobre las condiciones en el universo primitivo.
"Realmente creo que estos hallazgos han abierto una nueva puerta para estudiar la formación de galaxias con estrellas individuales y, en cierta medida, elementos individuales", dijo Frebel. "Estamos conectando seriamente las escalas realmente pequeñas de estrellas con las escalas realmente grandes de galaxias."
A fines de la década de 1950, los físicos nucleares habían descubierto que las condiciones extremas en algún lugar del cosmos, llenas de partículas subatómicas llamadas neutrones, debían servir como forjas para los elementos del proceso r, que también incluyen sustancias conocidas como el uranio y el plomo.Las explosiones de estrellas gigantes y las raras fusiones de las estrellas más densas del universo, llamadas estrellas de neutrones, fueron las fuentes más plausibles, pero faltaba evidencia de observación.
Los investigadores del MKI ahora han llenado este vacío de observación. Un análisis de la luz estelar de varias de las estrellas más brillantes en una pequeña galaxia llamada Reticulum II, ubicada a unos 100,000 años luz de la Tierra, sugiere que estas estrellas contienen enormes cantidades de proceso relementos.
Dado que las estrellas no podrían haber hecho los elementos pesados por sí mismas, algún evento en el pasado de Reticulum II debe haber "sembrado" y enriquecido la materia que se convirtió en estas estrellas. La abundancia de elementos en las estrellas implica directamente la colisión de dosestrellas de neutrones.
El estudiante graduado de Frebel, Alexander Ji, descubrió las estrellas enriquecidas en el Retículo II mientras usaba los telescopios de Magallanes en el Observatorio Las Campanas en Chile. Es el primer autor en un artículo sobre los hallazgos, publicado el 31 de marzo en la revista Naturaleza .
"Cuando leímos el contenido del proceso r de esa primera estrella en nuestro telescopio, ¡simplemente se veía mal, como si no hubiera salido de esta galaxia!", Dijo Ji, en la mesa redonda. "Pasé mucho tiempoasegurándose de que el telescopio apunte a la estrella correcta "
Ji comentó además cómo el descubrimiento ayuda a contar finalmente la historia de cómo los elementos del proceso r llegan a existir. "Definitivamente, una de las cosas que creo que atrae a la gente a la astronomía es comprender el origen de todo lo que nos rodea".
Enrico Ramírez-Ruiz, profesor de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de California, Santa Cruz, se unió a Ji y Frebel para la mesa redonda.
"He estado trabajando en fusiones de estrellas de neutrones por un tiempo, así que estaba extremadamente emocionado de ver los resultados de Alex y Anna", dijo Ramírez-Ruiz, quien no participó en la investigación. "Su estudio es, de hecho, una pistola humeante"que las fusiones de estrellas de neutrones exóticas se produjeron muy temprano en la historia de esta galaxia enana en particular, y por eso probablemente en muchas otras galaxias pequeñas. Las fusiones de estrellas de neutrones son, por lo tanto, probablemente responsables de la mayor parte de las sustancias preciosas que llamamos elementos del proceso rel universo."
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Materiales proporcionados por La Fundación Kavli . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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