Las explosiones de rayos gamma y la creación de elementos pesados en el universo
Las explosiones de rayos gamma son los fenómenos más poderosos conocidos en el cosmos y podrían ofrecer una clave para entender cómo se forjan los elementos más pesados del universo. Un estudio reciente sugiere que la intensa luz emitida por estas explosiones podría ser fundamental en la producción de elementos pesados a partir de las capas externas de estrellas moribundas. Este descubrimiento representa un avance significativo en la resolución de uno de los problemas más complejos de la física: la formación de elementos como el oro.
Investigaciones anteriores habían indicado que la creación de elementos pesados requiere una abundante cantidad de neutrones que los núcleos atómicos pueden absorber para crecer en tamaño. Sin embargo, los científicos asumían que estos elementos solo se formaban en entornos donde los neutrones ya existían en grandes cantidades. Matthew Mumpower, físico del Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México y autor principal del estudio, explicó que normalmente los neutrones están ligados dentro de núcleos atómicos o en estrellas de neutrones, y que las reacciones nucleares como la fisión o fusión pueden liberar neutrones. No obstante, dado que los neutrones libres tienden a descomponerse en unos 15 minutos, esto limita las situaciones en las que están disponibles en la abundancia necesaria para formar elementos pesados.
El nuevo enfoque propuesto por Mumpower y su equipo sugiere que los potentes fotones, o partículas de luz, generados por las explosiones de rayos gamma pueden ayudar a producir neutrones. Según Mumpower, “si tienes fotones energéticos, producirás neutrones, y si tienes neutrones, puedes crear elementos pesados”. Este proceso podría ocurrir cuando una estrella masiva agota su combustible, lo que provoca el colapso de su núcleo y la formación de un agujero negro. Este evento catastrófico puede desencadenar explosiones de radiación que generan chorros de alta energía. Los fotones en estos chorros pueden interactuar con núcleos atómicos, transformando protones en neutrones y liberando más neutrones, contribuyendo así a la forja de elementos pesados en el universo.
El estudio de Mumpower no solo ofrece una nueva perspectiva sobre la creación de elementos pesados, sino que también podría explicar la presencia de ciertos materiales radiactivos en los sedimentos de los océanos de la Tierra. Hallazgos anteriores habían sugerido un origen extraterrestre para sustancias como el hierro-60 y el plutonio-244, pero las fusiones de estrellas de neutrones no podían dar cuenta de estos materiales fácilmente. A medida que se continúan realizando observaciones, Mumpower espera que se obtengan pruebas que respalden estas nuevas teorías, utilizando telescopios capaces de detectar luz, neutrinos y ondas gravitacionales para rastrear cómo una estrella en colapso puede generar una explosión de rayos gamma y una kilonova.
