Hasta el 10 % de estos elementos pesados en la Vía Láctea provienen de las eyecciones de estrellas de neutrones
MADRID.-Las llamaradas magnetares, colosales explosiones cósmicas, podrían ser directamente responsables de la creación y distribución de elementos pesados en el universo, según sugiere un nuevo estudio.
Durante décadas, los astrónomos solo contaban con teorías sobre el origen de algunos de los elementos más pesados de la naturaleza, como el oro, el uranio y el platino. Pero al analizar con nuevos ojos datos de archivo antiguos, los investigadores estiman que hasta el 10 % de estos elementos pesados en la Vía Láctea provienen de las eyecciones de estrellas de neutrones altamente magnetizadas, llamadas magnetares.
Hasta hace poco, los astrónomos habían pasado por alto, sin darse cuenta, el papel que los magnetares, esencialmente restos inertes de supernovas, podrían desempeñar en la formación temprana de galaxias, afirmó Todd Thompson, coautor del estudio y profesor de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio.
"Las estrellas de neutrones son objetos muy exóticos y densos, famosos por sus campos magnéticos enormes e intensos", afirmó Thompson en un comunicado. "Están cerca de ser agujeros negros, pero no lo son".
Si bien el origen de los elementos pesados había sido un misterio silencioso durante mucho tiempo, los científicos sabían que solo podían formarse en condiciones especiales mediante un método llamado proceso r (o proceso de captura rápida de neutrones), un conjunto de reacciones nucleares únicas y complejas, afirmó Thompson.
Los científicos observaron este proceso en acción cuando detectaron la colisión de dos estrellas de neutrones superdensas en 2017. Este evento, captado mediante telescopios de la NASA, el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO) y otros instrumentos, proporcionó la primera evidencia directa de que los metales pesados se estaban creando mediante fuerzas celestes.
Sin embargo, evidencia adicional mostró que podrían necesitarse otros mecanismos para explicar todos estos elementos, ya que las colisiones de estrellas de neutrones podrían no producir elementos pesados con la suficiente rapidez en el universo primitivo. Según este nuevo estudio, el desarrollo de estas pistas ayudó a Thompson y a sus colaboradores a reconocer que las potentes erupciones de magnetares podrían, de hecho, servir como posibles eyectores de elementos pesados. Este hallazgo fue confirmado por observaciones realizadas hace 20 años de SGR 1806-20, una llamarada de magnetar tan brillante que algunas mediciones del evento solo pudieron realizarse estudiando su reflejo en la Luna.
Al analizar esta llamarada de magnetar, los investigadores determinaron que la desintegración radiactiva de los elementos recién creados coincidía con sus predicciones teóricas sobre el momento y los tipos de energía liberados por una llamarada de magnetar tras expulsar elementos pesados del proceso r. Los investigadores también teorizaron que las erupciones de magnetares producen rayos cósmicos pesados, partículas de velocidad extremadamente alta cuyo origen físico se desconoce.
"Me encantan las nuevas ideas sobre cómo funcionan los sistemas, cómo funcionan los nuevos descubrimientos, cómo funciona el universo", afirmó Thompson. "Por eso resultados como este son tan emocionantes".
El estudio se publicó recientemente en The Astrophysical Journal Letters.
Los magnetares podrían proporcionar información única sobre la evolución química galáctica, incluyendo la formación de sistemas exoplanetarios y su habitabilidad.
Los magnetares no solo producen metales valiosos como el oro y la plata que llegan a la Tierra, sino que las explosiones de supernova que los provocan también producen elementos como el oxígeno, el carbono y el hierro, vitales para muchos otros procesos celestes más complejos.
"Todo ese material que expulsan se mezcla con la siguiente generación de planetas y estrellas", afirmó Thompson. "Miles de millones de años después, esos átomos se incorporan a lo que potencialmente podría constituir la vida".
En conjunto, estos hallazgos tienen profundas implicaciones para la astrofísica, en particular para los científicos que estudian el origen tanto de los elementos pesados como de las FRB o ráfagas rápidas de radio (breves vibraciones de ondas de radio electromagnéticas procedentes de galaxias lejanas). Comprender cómo se expulsa la materia de los magnetares podría ayudar a los científicos a comprender mejor su funcionamiento.
