Magnetares: estas estrellas extremas podrían haber llenado de oro el Universo

Por Julio García G. / Periodista de Ciencia

Hace apenas unos días, científicos del experimento ALICE del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) del CERN, en Ginebra, Suiza, anunciaron que, en colisiones ultra-periféricas, lograron observar la formación temporal de núcleos de oro a partir de núcleos de plomo, un fenómeno que ocurre a escalas subatómicas y que ayuda a entender mejor cómo se sintetizan los elementos pesados.

Este tipo de colisiones -las ultra-periféricas- se caracterizan porque los núcleos de plomo no llegan a tocarse entre sí, aunque se acercan unos con otros a distancias muy pequeñas y generan un campo electromagnético que permite el intercambio masivo de fotones.

Los fotones, portadores de la luz, intervienen en todos los fenómenos electromagnéticos.

El experimento con plomo, el cual duró apenas unos segundos, y en el que se logró acelerar las partículas a casi la velocidad de la luz, es el primero en su tipo y marca un hito en lo que respecta al entendimiento de cómo se comportan los núcleos atómicos a altas energías.

Ahora bien, a través de experimentos como éste, ¿los científicos del CERN realmente están recreando lo que sucede en el interior de las estrellas donde, debido a las altas temperaturas, surgen elementos químicos cada vez más pesados como el plomo y también el oro?

Si se habla de energía total generada, evidentemente el Sol y otras estrellas producen más energía que un acelerador de partículas. Sin embargo, si nos referimos a partículas individuales, como un solo protón, la energía que produce uno de estos aceleradores es superior a la que se produce en el interior de los astros.

Sin embargo, existen en el Universo fenómenos mucho más poderosos que pueden producir más energía que un acelerador de partículas. Por ejemplo, en las supernovas y en la colisión de estrellas de neutrones.

Los astros, en general, son grandiosos alquimistas porque, gracias a ellos, existe la mayoría de los elementos químicos que se encuentran en la tabla periódica y de los que estamos constituidos nosotros y todo lo que nos rodea.

No obstante, no todas las estrellas producen oro (éste es un elemento escaso comparado con otros elementos). Para que esto suceda, se requiere de eventos astrofísicos altamente energéticos como los que suelen producirse por la colisión de dos estrellas de neutrones y, en menor medida, por supernovas, las cuales son explosiones de estrellas masivas.

Pero el origen del oro en el universo también podría estar relacionado con los magnetares, un tipo de estrellas de neutrones que emiten ingentes cantidades de energía en muy poco tiempo y que generan un campo magnético muy intenso.

Esto lo han propuesto, recientemente, científicos de la Universidad Estatal de Ohio (Estados Unidos), quienes el pasado 29 de abril publicaron un importante trabajo de investigación en la revista The Astrophysical Journal Letters.

Hay que decir que, ya desde 2017, gracias a las observaciones realizadas con telescopios de la NASA, como el Observatorio de Ondas Gravitacionales (LIGO, por sus siglas en inglés) y otros instrumentos, los científicos lograron advertir cómo, a partir de la colisión de dos estrellas de neutrones, pueden formarse metales pesados tales como el uranio, el platino y el oro.

De lo que no se habían percatado es que los magnetares también juegan un papel fundamental en la creación de elementos como el oro, debido a que la presencia de este último, su abundancia, no puede explicarse únicamente con la sola presencia de choques de estrellas de neutrones o por la presencia de supernovas. Por lo tanto, la mejor explicación tenía que estar en otro fenómeno.

Así, Thompson y su equipo se dieron a la tarea de analizar información de hace 20 años. Concretamente información obtenida de observaciones realizadas de una llamarada de magnetar tan energética y brillante, denominada SGR 1806-20, que les permitió dar por hecho que los magnetares también son capaces de formar elementos químicos más complejos (como el oro).

Además, lograron determinar que la desintegración radiactiva observada en las investigaciones de hace 20 años coincide con las predicciones que éste y su equipo han realizado sobre el tipo de energía que fue liberada durante aquella llamarada de magnetar que expulsó elementos pesados.

Por lo tanto, la formación de elementos como el oro, el uranio y el platino por los magnetares obedece a un conjunto de reacciones nucleares complejas que llevan por nombre proceso de captura rápida de neutrones o proceso r. Dicho proceso ocurre a partir de eventos cósmicos considerados extremos, los cuales producen altas energías a partir de colisiones de estrellas de neutrones y también (gracias al estudio reciente) muy probablemente también por la presencia de magnetares.

La importancia de este descubrimiento radica en que tanto los magnetares, como la creación de otros elementos menos pesados a partir de la explosión de supernovas, impregnan el Universo con materiales que suelen ser fundamentales para el surgimiento de la vida, como el oxígeno y el carbono.

Todos estos materiales, una vez expulsados, se mezclan para formar generaciones enteras de nuevos planetas y estrellas.

Además, el oro que existe en la Tierra proviene, justamente, de explosiones de altas energías que suceden a cientos o miles de años luz. De ahí la importancia de que los científicos estudien a detalle fenómenos relacionados con la producción de elementos químicos en otros astros.

El hecho de que el carbono, el hierro y el oxígeno del que estamos constituidos (junto con otros elementos) provengan de las estrellas, no solamente nos conecta de mejor manera con el Universo, sino que también nos invita a reflexionar en torno a si la presencia de la vida en la Tierra -nuestra propia presencia- es meramente producto de la casualidad, de exquisitos y complejos procesos químicos y físicos que ocurren azarosamente, o, en cambio, todo esta complejidad que observamos es producto de escenarios que ya fueron fijados y establecidos.

Todo apunta a que el azar juega un papel decisivo en todos estos procesos (al menos es lo que nos muestra la evidencia científica) a pesar de quienes se obstinan en atribuirlos a un conjunto de reglas donde la casualidad no cabe. Al parecer, tanto el orden como el caos trabajan en conjunto para crear esto que llamamos realidad.