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Esta ilustración representa a dos estrellas de neutrones colisionando. A medida que se fusionan, ambas expulsan el material hacia el espacio a entre un 10 y un 50% de la velocidad de la luz. Se cree que las fusiones de este tipo de estrellas son la fuente del oro y otros metales pesados que se encuentran en todo el universo. Imagen: Stephan Rosswog. Fuente: Jacobs University Bremen.
El oro de las joyas humanas no procede de una mina de África o de Australia (solamente). En realidad, su verdadero origen es muchísimo más lejano.
Investigadores de la Michigan State University de EEUU y de la Universidad Técnica Darmstadt, en Alemania, están centrados en tratar de responder a una de las preguntas más desconcertantes de la ciencia: ¿De dónde proceden los metales pesados (elementos cuya densidad es igual o superior a 5 gc/m³ cuando está en forma elemental, o cuyo número atómico es superior a 20) terrestres, como el oro?
Actualmente hay dos orígenes candidatos para estos metales... y ninguno de ellos se encuentra en la Tierra. Uno es una supernova, una estrella masiva que, en su vejez, acabó explotando catastróficamente bajo su propio peso.
Otro origen posible sería la fusión de dos estrellas de neutrones, es decir, la unión de dos de estas estrellas pequeñas pero increíblemente masivas, que habría producido enormes cantidades de desechos estelares.
En un artículo recientemente publicado en la revista Physical Review Letters, los investigadores explican los detalles de su estudio, realizado con modelos informáticos, para tratar de hallar una contestación a este misterio.
"En este momento, nadie conoce la respuesta", explica Witold Nazarewicz, uno de los co-autores del artículo, en un comunicado de la MSU. "Pero este trabajo ayudará a guiar futuros experimentos y desarrollos teóricos".
Investigadores de la Michigan State University de EEUU y de la Universidad Técnica Darmstadt, en Alemania, están centrados en tratar de responder a una de las preguntas más desconcertantes de la ciencia: ¿De dónde proceden los metales pesados (elementos cuya densidad es igual o superior a 5 gc/m³ cuando está en forma elemental, o cuyo número atómico es superior a 20) terrestres, como el oro?
Actualmente hay dos orígenes candidatos para estos metales... y ninguno de ellos se encuentra en la Tierra. Uno es una supernova, una estrella masiva que, en su vejez, acabó explotando catastróficamente bajo su propio peso.
Otro origen posible sería la fusión de dos estrellas de neutrones, es decir, la unión de dos de estas estrellas pequeñas pero increíblemente masivas, que habría producido enormes cantidades de desechos estelares.
En un artículo recientemente publicado en la revista Physical Review Letters, los investigadores explican los detalles de su estudio, realizado con modelos informáticos, para tratar de hallar una contestación a este misterio.
"En este momento, nadie conoce la respuesta", explica Witold Nazarewicz, uno de los co-autores del artículo, en un comunicado de la MSU. "Pero este trabajo ayudará a guiar futuros experimentos y desarrollos teóricos".
Aumentar las posibilidades
Mediante el uso de datos ya existentes, a menudo obtenidos por medio de computación de alto rendimiento, los científicos lograron simular la producción de metales pesados en ambos tipos de fusiones: la de las supernovas y la de las estrellas de neutrones.
"Nuestro trabajo muestra aquellas regiones de elementos en los que los modelos proporcionan una buena predicción," explica Nazarewicz, investigador de unas instalaciones de la MSU conocidas como Facility for Rare Isotope Beams (FRIB).
"Lo que podemos hacer es identificar las áreas críticas en las que futuros experimentos, que se llevarán a cabo en FRIB, podrían reducir la incertidumbre de los modelos nucleares".
En 2013, otro estudio del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics de EEUU señaló que el oro podía proceder de un cataclismo como el estallido de rayos-gamma, que son destellos de rayos gamma asociados con explosiones extremadamente energéticas en galaxias distantes.
Por eso, explicaban estos otros investigadores, el oro es un metal tan raro en la Tierra y en general en el Universo: A diferencia de otros elementos, como el carbón o el hierro, no puede ser creado dentro de las estrellas.
Mediante el uso de datos ya existentes, a menudo obtenidos por medio de computación de alto rendimiento, los científicos lograron simular la producción de metales pesados en ambos tipos de fusiones: la de las supernovas y la de las estrellas de neutrones.
"Nuestro trabajo muestra aquellas regiones de elementos en los que los modelos proporcionan una buena predicción," explica Nazarewicz, investigador de unas instalaciones de la MSU conocidas como Facility for Rare Isotope Beams (FRIB).
"Lo que podemos hacer es identificar las áreas críticas en las que futuros experimentos, que se llevarán a cabo en FRIB, podrían reducir la incertidumbre de los modelos nucleares".
En 2013, otro estudio del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics de EEUU señaló que el oro podía proceder de un cataclismo como el estallido de rayos-gamma, que son destellos de rayos gamma asociados con explosiones extremadamente energéticas en galaxias distantes.
Por eso, explicaban estos otros investigadores, el oro es un metal tan raro en la Tierra y en general en el Universo: A diferencia de otros elementos, como el carbón o el hierro, no puede ser creado dentro de las estrellas.
Referencia bibliográfica:
D. Martin, A. Arcones, W. Nazarewicz, E. Olsen. Impact of Nuclear Mass Uncertainties on therProcess. Physical Review Letters (2016). DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.121101.
D. Martin, A. Arcones, W. Nazarewicz, E. Olsen. Impact of Nuclear Mass Uncertainties on therProcess. Physical Review Letters (2016). DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.121101.
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