Revelan los primeros indicios de fisión nuclear en el cosmos antiguo

El análisis espectral insinúa la fisión de elementos transuránicos para crear elementos más pesados que el hierro.

Fusión de dos estrellas de neutrones, un evento que puede forjar elementos pesados en el cosmos. / Los Alamos National Laboratory (Matthew Mumpower

Un nuevo análisis de 42 estrellas antiguas en la Vía Láctea revela los primeros indicios de fisión nuclear en el cosmos, insinuando la existencia de elementos mucho más pesados que cualquier cosa que se encuentre naturalmente en la Tierra.

De acuerdo a un nuevo estudio publicado recientemente en la revista Science, el análisis de la composición química de un conjunto de estrellas antiguas en nuestra galaxia muestra que las estrellas produjeron elementos con masas atómicas superiores a 260, más pesados que cualquier elemento que se encuentre naturalmente en la Tierra, desde los inicios del cosmos. Los investigadores sugieren que la fisión de estos núcleos radiactivos es una importante fuente cósmica de elementos más pesados que el hierro.

Revelando los secretos de las estrellas antiguas

Los científicos observan los espectros de luz de las estrellas para identificar las proporciones de varios elementos en su interior. “Hasta el momento, los estudios se han centrado en la composición elemental detallada de una estrella o en comparar cantidades relativas de unos pocos elementos en varias estrellas”, explicó en un artículo de Chemical & Engineering News el investigador Ian Roederer, físico y astrónomo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, en Estados Unidos, y autor principal del nuevo estudio.

Con el objetivo de revelar una imagen más completa, Roederer y sus colegas analizaron los patrones de elementos de cada estrella presente en la literatura publicada con altos niveles de elementos pesados. Específicamente, observaron elementos desde el selenio hasta el platino, con números atómicos del 34 al 78. Encontraron una correlación directa entre las cantidades de elementos con números atómicos del 44 al 47 (rutenio a plata), y de los ligeramente más pesados, con números atómicos del 63 al 78 (europio a platino).

Según un artículo publicado en Live Science, diversas teorías sostienen que elementos más pesados que el hierro nacen en algunas de las explosiones más violentas del cosmos, como las fusiones de estrellas de neutrones. Los remanentes ultradensos de estos eventos extremos, que se forjan cuando colapsan estrellas que alguna vez fueron masivas, crean núcleos atómicos superpesados llenos de neutrones en menos de un segundo. En apenas un instante, el núcleo gestado parece sufrir cambios internos y formar elementos como la plata y el oro.

Primera evidencia directa

Las 42 estrellas de la Vía Láctea que exhiben este patrón no tienen comunicación alguna entre sí: la mayoría de ellas son tan masivas como el Sol y se cree que se formaron en los primeros 5 mil millones de años después del Big Bang. o hace más de 9 mil millones de años. Los científicos sostienen que la única manera de que puedan seguir exactamente la misma tendencia es si ocurre un proceso común en cada una de estas estrellas diferentes. Ese proceso sería precisamente la fisión nuclear, que permite que un átomo se divida, liberando cantidades masivas de energía.

Sin fisión, que divide al átomo en una parte más pesada y otra más liviana, estos elementos deberían producirse por separado. Si así hubiera ocurrido, el fenómeno habría dado lugar a una proporción elemental significativamente diferente entre varias estrellas y no a la correlación consistente que detectó el equipo de científicos.

El hallazgo sugiere que la naturaleza puede forjar elementos con masas atómicas superiores a 260, o sea incluso más pesados que los que se encuentran en el borde de la tabla periódica, antes de descomponerlos nuevamente. Aunque las simulaciones de la evolución estelar han sugerido que es probable que ocurra esta fisión de gran potencia, la nueva investigación marca la primera evidencia directa del proceso.