Las estrellas más antiguas de la galaxia están forjando elementos totalmente desconocidos

Un equipo internacional de investigadores asegura que las estrellas más antiguas de la Vía Láctea, las estrellas de neutrones, pueden haber creado elementos con una masa atómica superior a los de la tabla periódica que son totalmente desconocidos para los humanos.

Carl Sagan dejó en su miniserie Cosmos una de sus citas más conocidas: “We are made of star stuff” (estamos hechos de la materia de las estrellas). Esta frase, además de poética, es también cierta. Las estrellas son fábricas de elementos que los fusionan y los dividen constantemente para crear otros elementos (más o menos pesados) que acaban formando todo lo que somos y lo que nos rodea.

De entre todos los elementos que hay en la Tierra, el más pesado que conocemos es el uranio, con una masa atómica de 238. Aunque, los humanos hemos sido capaces de crear otros elementos artificiales más pesados todavía como el lawrencio, con una masa atómica de 262.

Sin embargo, los investigadores llevan tiempo convencidos que las estrellas de neutrones son capaces de forjar en su interior otros elementos que superan las 260 unidades de masa atómica. Este tipo de estrellas son las más pequeñas y densas de todas, están formadas sobre todo de neutrones y son en realidad el resto de la explosión de una supernova (el estallido producido en el último estadio de la vida de una estrella supergigante).

El forjado de nuevos elementos

Las estrellas de neutrones muchas veces se forman en parejas que pueden acabar chocando entre sí. Un violentísimo encontronazo que, como piensan los científicos, crea el ambiente denso, extremadamente caliente y lleno de neutrones libreses que es clave para la formación de los elementos más pesados. Lo que se conoce como el proceso R.

En el proceso R se produce una sucesión de capturas de neutrones rápidos que acaba produciendo la mayoría de los elementos más pesados que el hierro (masa atómica 55,8), como el uranio, el platino, el oro y la plata. Pero el nuevo estudio sugiere que también se pueden estar creando nuevos elementos más masivos que desconocemos en la Tierra.

«El proceso R es necesario si se quieren producir elementos más pesados que, por ejemplo, el plomo y el bismuto», explica el autor principal del estudio, el Dr. Ian Roederer, físico de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, en EEUU, y autor principal del artículo sobre este descubrimiento que se ha publicado recientemente en la revista Science. «Hay que añadir muchos neutrones muy rápidamente, pero el truco está en que se necesita mucha energía y muchos neutrones para hacerlo. Y el mejor lugar para encontrar ambas cosas es en el nacimiento o la muerte de una estrella de neutrones, o cuando las estrellas de neutrones colisionan y producen los ingredientes necesarios para el proceso.»

La búsqueda de nuevos elementos

Para arrojar un poco de luz sobre cómo funciona el proceso de formación de los elementos, el equipo decidió mirar en las 42 estrellas de neutrones en la Vía Láctea más estudiadas. Se sabía que estas estrellas contienen elementos pesados formados en anteriores generaciones de estrellas por el proceso R. Pero los investigadores se fijaron en las cantidades de cada elemento pesado que se encuentran en estas estrellas de forma colectiva en lugar de individualmente, como se hace de forma habitual.

De esta manera pudieron encontrar nuevos patrones en los elementos pesados que hay en estas estrellas. Y entendieron que su forjado puede deberse a la fisión de restos de átomos de los elementos más pesados.

«Las condiciones del proceso son bastante extremas», afirma Roederer. «No sabemos con seguridad cuántos tipos diferentes de sitios en el universo pueden generar el proceso r, no sabemos cómo termina el proceso r y no podemos responder a preguntas como: ¿cuántos neutrones se pueden añadir? O, ¿cómo de pesado puede ser un elemento? Así que decidimos buscar elementos que pudieran producirse por fisión en algunas estrellas antiguas bien estudiadas para ver si podíamos empezar a responder a algunas de estas preguntas».

Entre los elementos hallados había materiales estables de la tabla periódica media, como la plata y el rodio. Aunque las señales identificadas por el equipo sugieren que eran subproductos de metales en descomposición que originalmente tenían una masa muy superior: de al menos una masa atómica de 260 antes de dividirse.

«Hasta ahora no habíamos detectado nada tan pesado en el espacio ni en la Tierra, ni siquiera en pruebas de armas nucleares», afirma Roederer. «Pero verlos en el espacio nos ayuda a entender los modelos y la fisión y podría darnos una idea de cómo surgió la rica diversidad de elementos».

Un equipo internacional de investigadores asegura que las estrellas más antiguas de la Vía Láctea, las estrellas de neutrones, pueden haber creado elementos con una masa atómica superior a los de la tabla periódica que son totalmente desconocidos para los humanos.