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Elementos pesados encontrados en estrellas antiguas

 

En tres estrellas muy, muy lejos, uno de los elementos más raros conocidos por el hombre ha sido localizado y ayuda a mejorar nuestra comprensión acerca de cómo se crean elementos pesados, reforzando la evidencia de que un tipo raro de supernova pudo haber sido la responsable de su creación.

El Teluro (un metal semiconductor quebradizo y tóxico) ha sido descubierto por primera vez en las atmosferas de tres estrellas que tienen unos 12.000 millones de años de antigüedad. Estas estrellas se encuentran a unos pocos miles de años luz de la tierra, dentro de la vía láctea.

Con la ayuda del Telescopio Espacial Hubble, los astrónomos del MIT y otras instituciones fueron capaces de “ver” teluro por la luz que absorbe.

La longitud de onda que absorbe el teluro de la luz estear se encuentra en parte del espectro electromagnético (el tipo de luz que se absorbe fácilmente por nuestra atmósfera) Por lo tanto, los observatorios terrestres no ha podido detectar el telurio asi que el telescopio Hubble, que orbita muy por encima de nuestra atmósfera, es esencial para este estudio.

¿Por qué es tan importante descubrir un elemento de tierras raras en otras estrellas?

“Queremos entender la evolución de teluro (y por extensión cualquier otro elemento) desde el Big Bang hasta hoy”, dijo Anna Frebel, profesora asistente de la astrofísica en el MIT. “Aquí en la Tierra, todo está hecho de carbono y otros elementos y queremos entender cómo se produjo el Teluro que encontramos en la Tierra.”

Inmediatamente después del Big Bang, algunos 13.750.000.000 años atrás, sólo existía hidrógeno, helio y litio.

A medida que el Universo se enfrió y las nubes de gas se derrumbaban bajo la gravedad, los elementos más pesados ​​que el litio aparecían dentro de los núcleos de las estrellas recién nacidas, alrededor de 300 millones de años después del Big Bang. Sin embargo, los elementos más pesados, como carbono, oxígeno y hierro, sólo podía ser creado por la violenta muerte de las estrellas: una supernova.

Pero si el teluro está presente en estas tres antiguas estrellas, el elemento fue creado hace 12 mil millones de años, lo que significa que deben haber sido producidos por un tipo rápido y raro de supernova. El teluro apareció a continuación en el espacio y con el tiempo pasó a formar otras estrellas, mezclándose con otros elementos.

“El hierro y níquel se pueden formar en cualquier supernova ordinaria, en cualquier parte del universo” dijo Frebel en un comunicado de prensa del MIT . “Pero parece que estos elementos pesados solo se forman en algunas supernovas especiales. La adición de más elementos en los patrones elementales observados nos ayudará a entender las condiciones astrofísicas y ambientales necesarias para que este proceso funcione.”

Los astrofísicos especulan que los elementos más pesados ​​que el hierro se han creado a través de las supernovas tras el colapso de su núcleo. Tales supernovas crean las condiciones extremas necesarias para la rápida captura de neutrones (conocida comúnmente como “r-process” (“r” es para “rápido”) algo que explica los elementos ricos en neutrones de la tabla periódica.

El descubrimiento de elementos raros y pesados ​​en las estrellas antiguas proporciona la evidencia de que las supernovas que colapsaban rápidamente su núcleo ocurrieron muy temprano en un universo muy joven, sembrando el universo de estos elementos extraños. Estos elementos fueron recolectados a continuación por antiguas estrellas (como ha  observado el equipo de Frebel) y se puede encontrar en pequeñas cantidades en los planetas como el nuestro.

Sin embargo, como el teluro ha sido tan difícil de detectar en otras partes de la galaxia, su abundancia (y por lo tanto el proceso de formación) ha sido un misterio hasta ahora y se necesita más trabajo para detectar otros elementos sin descubrir. en la Vía Láctea. Por ejemplo, el estaño es un elemento difícil de detectar y selenio (un elemento muy similar al teluro) aún no se ha encontrado en ningún lugar del Universo más allá del sistema solar.

“Si nos fijamos en la tabla periódica, teluro se encuentra justo en el medio de estos elementos que aun nos cuesta detectar” dijo Jennifer Johnson, profesor de astronomía asociado en la Universidad Estatal de Ohio. “Si tenemos que entender cómo el r-process trabaja en el universo, tenemos que detectar esta parte de la tabla periódica. Es realmente bueno que tengamos este elemento (teluro) en este mar de desconocidos”.

Estudios como éste son fascinantes en el que están encontrando pistas no sólo a los procesos de formación alrededor de elementos de tierras raras en nuestro Universo, que se agrega un nuevo hilo para el tejido de nuestra comprensión de cómo todo lo que sabemos y el amor llegó a existir.

En palabras de Carl Sagan, “Estamos hechos de materia estelar.”

Imagen: En los restos de supernovas se encuentran elementos pesados. Crédito: Rayos X (NASA / CXC / MIT / D.Dewey et al y la NASA / CXC / SAO / J.DePasquale.), Óptica (NASA / STScI)

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