Muchos de los elementos que nos componen se forman en supernovas y explosiones de rayos X, pero gran parte del mecanismo detrás aún es un misterio para los científicos
La frase es trillada pero cierto: “estamos hechos de la materia de las estrellas”, llegó a decir Carl Sagan. A grandes rasgos, los elementos que nos componen se forman en las estrellas y en explosiones de rayos X. Cuando una estrella muere en una supernova desperdiga estos elementos en lo profundo de la galaxia.
Sabemos qué mecanismos al interior de una estrella permiten la creación de elementos como carbono, el oxígeno, el hierro, el fósforo y el azufre, así como del resto de los ingredientes que nos componen. Lo que no sabemos con precisión es cómo ocurre este proceso.
El estado de nuestro conocimiento se puede comparar con conocer los ingredientes para un platillo, conocer el resultado, pero no estar muy seguros sobre los pasos. En la cocina, los detalles importan y el orden de los factores también es decisivo. Esa es la diferencia entre un omelet con jamón y unos huevos revueltos. Lo mismo ocurre con la creación de los elementos al interior de las estrellas.
De ahí que los científicos persigan aún la receta exacta de la materia. En la reputada revista Physical Review Letters se han publicado dos artículos relacionados que profundizan en los proceso que permiten la creación de elementos en las grandes explosiones del cosmos.
Cabe recordar que, en el mundo académico, el término letter (carta) se refiere a un texto corto que comunica de forma directa un hallazgo. Physical Review es una revista fundada en 1893 dedicada a la publicación de artículos de Física. En 1958, los editores comenzaron a publicar una “hermana menor”, Physical Review Letters, que no publica investigaciones exhaustivas, sino reportes rápidos sobre descubrimientos recientes.
En ese sentido, los dos artículos elaborados en la Universidad de Surrey, en Reino Unido, son tan profundos como urgentes. El primero trata sobre un mecanismo crucial detrás de las supernovas. Cuando una estrella se queda sin combustible y explota puede permanecer un remanente de un elemento radiactivo específico: titanio-44. Nuestros telescopios espaciales pueden detectar este elemento mucho tiempo después de la explosión, lo que nos permite conjeturar las características de la supernova a la que corresponde.
Reza el dicho que al león se le conoce por su garra. Y precisamente los astrofísicos han tenido múltiples problemas para identificar el tamaño de las garras de una supernova.
En su estudio, los investigadores de la Universidad Surrey obtuvieron los primeros datos experimentales que permiten determinar a qué velocidad ocurre la reacción nuclear que produce el titanio-44. Según los resultados obtenidos en el Laboratorio Nacional de Argonne, en Estados Unidos, este elemento se genera a una velocidad mucho menor de lo esperado.
Al saber la velocidad precisa de la reacción, los científicos han podido calcular que en estos proceso se genera un tercio más del titanio-44 que se había creído previamente. Al respecto, el físico Christopher Cousins, autor principal del reporte, señaló:
“Una medición de este tipo se habría considerado inalcanzable hace apenas un par de décadas, pero ahora nos aporta nuevos conocimientos sobre una de las mayores incógnitas de la astrofísica”.
El segundo estudio se abocó en la investigación de las explosiones de rayos X. Estos rayos son una clase de luz que nuestros ojos no pueden ver. De ahí que cuando los científicos usaron telescopios capaces de detectar estos rayos se llevaron una gran sorpresa: el universo estaba lleno de violentas explosiones que provenían de todas las dirección.
Pronto se descubrió que la mayor parte de estos eventos son producidos por estrellas de neutrones que comienzan a devorar a una estrella compañera. Mientras absorbe el combustible del otro astro, se generan explosiones de rayos X. En estas reacciones también se producen elementos pesados.
Los investigadores de Surrey emplearon el Laboratorio para Rayos de Isótopos Extraños, ubicado en Michigan, y consigueron medir la reacción nuclear que impulsa los estallidos de rayos X con una precisión muy superior a la lograda en experimentos anteriores. Según los resultados publicados en Physical Review Letters, se redujo en más de diez veces la incertidumbre sobre el comportamiento de dicha reacción. Retomando nuestra metáfora culinaria, esta es la diferencia entre saber si un platillo exige una hora en el horno o apenas un segundo.
Los investigadores señalan que han resuelto una antigua incógnita sobre el papel del ciclo níquel-cobre, un proceso que puede atrapar temporalmente material nuclear durante una explosión. Según sus análisis, este proceso influye en las curvas de luz de los estallidos de rayos X.
