“Llevo 20 años en el estudio de los elementos pesados. Me mantiene enganchado porque siempre surgen incógnitas”, dijo.
Un estudio recientemente publicado busca desentrañar el misterioso origen del oro, planteando una hipótesis que asocia la generación de aquel y otros elementos pesados con fenómenos espaciales. El físico que encabeza la investigación reconoció que la inspiración para su trabajo surgió de conversaciones con sus hijos.
“A ellos les encanta ver videos de cámara lenta en YouTube y, una noche vimos uno de un increíble tren de mercancías abriéndose paso a través de la nieve. La nieve no desapareció simplemente, sino que se desplazó hacia un lado y envolvió al tren”, dijo a Space Matthew Mumpower, físico del Laboratorio Nacional de Los Álamos, en Nuevo México, Estados Unidos, y autor principal del estudio.
Mumpower comparó a esa máquina con un chorro astrofísico lleno de fotones de alta energía, y a la nieve con una estrella desintegrándose. “Esta analogía se convirtió en una revelación, lo que me impulsó a iniciar esta investigación”, comentó.
El posible origen del oro y su conexión con fenómenos espaciales
De acuerdo a la fuente mencionada, los estallidos de rayos gamma (las explosiones más potentes que conocemos en el cosmos) aportarían respuestas fundamentales a una de las mayores incógnitas en la física: la formación de los elementos pesados, como el oro.
Los hallazgos del estudio liderado por Mumpower sugieren que la luz potentísima de esos estallidos podría contribuir a la producción de tales elementos, a partir de las capas externas de las estrellas moribundas.
Las investigaciones previas sugerían que se requieren grandes cantidades de neutrones que los núcleos atómicos pueden absorber para crecer. Sin embargo, con esa idea “los científicos asumieron que los elementos pesados se creaban solamente en lugares donde ya existían neutrones en grandes cantidades”, explica el físico del Laboratorio Nacional de Los Álamos.
Según Mumpower, aquellas teorías presentan algunas inconsistencias, que revisamos a continuación:
- Los neutrones se encuentran dentro de núcleos atómicos o en la materia que forma estrellas poderosas, denominadas estrellas de neutrones.
- Ciertas reacciones nucleares pueden liberar neutrones y formar elementos pesados.
- Sin embargo, los neutrones libres suelen desintegrarse en apenas 15 minutos.
- Ergo, esa brevedad limita a unos pocos escenarios la cantidad de neutrones libres disponibles.
- Esto contrasta con la abundancia necesaria para formar elementos pesados.
Nuevas ideas sobre el origen del oro y otros elementos pesados
“Llevo 20 años estudiando el origen de los elementos pesados. Me mantiene enganchado porque existen muchas incógnitas, lo que lo convierte en uno de los problemas más difíciles de resolver en toda la física”, señaló Mumpower, que junto a sus colegas propone un posible nuevo origen. “Si se tiene fotones energéticos, producirás neutrones, y si tenés neutrones podés crear elementos pesados”, notó.
Siguiendo a la fuente, este nuevo escenario imagina una estrella masiva que muere cuando se agota su combustible. Sin la energía necesaria para contrarrestar el empuje de su propia gravedad, el núcleo de la estrella colapsa y forma un agujero negro. En este evento, se lanzan pulsos de radiación increíblemente fuertes: los mencionados estallidos de rayos gamma.
Este chorro impacta contra la capa exterior de la estrella moribunda y forma un capullo de material caliente. En esa región, los investigadores sugieren que los fotones de alta energía del chorro pueden interactuar con los núcleos atómicos, transmutando protones en neutrones a grandísima velocidad. Los fotones energéticos también pueden desintegrar núcleos atómicos, creando neutrones libres. Todos estos neutrones pueden contribuir a la formación de elementos pesados.
Las conclusiones del estudio fueron publicadas en The Astrophysical Journal.
