A los astrónomos les gusta decir que somos subproductos de estrellas, hornos estelares que fusionaron hidrógeno y helio en los elementos necesarios para la vida a través del proceso de nucleosíntesis estelar.
Como dijo el difunto Carl Sagan: "El nitrógeno en nuestro ADN, el calcio en nuestros dientes, el hierro en nuestra sangre, el carbono en nuestros pasteles de manzana se hicieron en el interior de las estrellas que colapsan. Estamos hechos de estrellascosas."
¿Pero qué pasa con los elementos más pesados en la tabla periódica, elementos como el oro, el platino y el uranio?
Los astrónomos creen que la mayoría de estos "elementos del proceso r", elementos mucho más pesados que el hierro, se crearon después del colapso de estrellas masivas y las explosiones de supernova asociadas, o en la fusión de sistemas binarios de estrellas de neutrones.
"Se necesitaba un tipo diferente de horno para forjar oro, platino, uranio y la mayoría de los elementos más pesados que el hierro", explicó George Fuller, astrofísico teórico y profesor de física que dirige el Centro de Astrofísica y Ciencias Espaciales de la Universidad de California en San Diego ".Estos elementos probablemente se formaron en un ambiente rico en neutrones ".
En un artículo publicado el 7 de agosto en la revista Cartas de revisión física , él y otros dos astrofísicos teóricos en la UCLA - Alex Kusenko y Volodymyr Takhistov - ofrecen otro medio por el cual las estrellas podrían haber producido estos elementos pesados: pequeños agujeros negros que entraron en contacto y son capturados por estrellas de neutrones, y luegoDestruyelos.
Las estrellas de neutrones son las estrellas más pequeñas y densas que se sabe que existen, tan densas que una cucharada de su superficie tiene una masa equivalente de tres mil millones de toneladas.
Los diminutos agujeros negros son más especulativos, pero muchos astrónomos creen que podrían ser un subproducto del Big Bang y que ahora podrían formar una fracción de la "materia oscura" - las cosas invisibles, casi no interactivas que revelan las observacionesexiste en el universo.
Si estos pequeños agujeros negros siguen la distribución de la materia oscura en el espacio y coexisten con las estrellas de neutrones, Fuller y sus colegas sostienen en su artículo que ocurriría algo de física interesante.
Calculan que, en raras ocasiones, una estrella de neutrones capturará un agujero negro de ese tipo y luego lo devorará de adentro hacia afuera. Este proceso violento puede conducir a la expulsión de parte de la densa materia de neutrones al espacio.
"Pequeños agujeros negros producidos en el Big Bang pueden invadir una estrella de neutrones y comerla desde adentro", explicó Fuller. "En los últimos milisegundos de la desaparición de la estrella de neutrones, la cantidad de material rico en neutrones expulsado es suficiente para explicarlas abundancias observadas de elementos pesados "
"A medida que las estrellas de neutrones se devoran", agregó, "giran y expulsan materia fría de neutrones, que se descomprime, calienta y crea estos elementos".
Este proceso de crear los elementos más pesados de la tabla periódica también proporcionaría explicaciones para varios otros rompecabezas no resueltos en el universo y dentro de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea.
"Dado que estos eventos ocurren raramente, uno puede entender por qué solo una de cada diez galaxias enanas está enriquecida con elementos pesados", dijo Fuller. "La destrucción sistemática de estrellas de neutrones por los agujeros negros primordiales es consistente con la escasez de estrellas de neutrones en elcentro galáctico y en galaxias enanas, donde la densidad de los agujeros negros debería ser muy alta ".
Además, los científicos calcularon que la expulsión de materia nuclear de los pequeños agujeros negros que devoran las estrellas de neutrones produciría otros tres fenómenos inexplicables observados por los astrónomos.
"Son una pantalla distintiva de luz infrarroja a veces denominada" kilonova ", una emisión de radio que puede explicar las misteriosas ráfagas de radio rápidas de fuentes desconocidas en el cosmos, y los positrones detectados en el centro galáctico por X-observaciones de rayos ", dijo Fuller." Cada una de estas representa misterios de larga data. De hecho, es sorprendente que las soluciones de estos fenómenos aparentemente no relacionados puedan estar conectados con el extremo violento de las estrellas de neutrones en las manos de pequeños agujeros negros ".
La financiación de este proyecto fue proporcionada por la National Science Foundation PHY-1614864 en UC San Diego y por el Departamento de Energía de los Estados Unidos DE-SC0009937 en UCLA. Alex Kusenko también fue apoyado, en parte, por el Primer Ministro MundialIniciativa del Centro Internacional de Investigación WPI, MEXT, Japón.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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