La gran mayoría de la materia del universo que podemos ver está formada por hidrógeno y helio. Para formar elementos más pesados, las estrellas deben realizar el trabajo pesado de ensamblar sus núcleos atómicos. Los investigadores creen que estos procesos podrían producir elementos pesados como el uranio.
Ahora, un grupo de científicos ha descubierto evidencia de que algunas estrellas de neutrones contienen elementos más pesados que el uranio. Aunque estos elementos son muy inestables y de vida corta y normalmente no se encuentran en la Tierra, se ha demostrado que procesos físicos naturales pueden crearlos en el universo.
Investigadores publicado Su trabajo en la revista. Ciencias la semana pasada.
Fábricas de elementos
Para ser precisos, los autores estudiaron un método para fabricar los elementos llamado proceso r. En algunos eventos cósmicos extremos, por ejemplo, estrellas gigantes que se convierten en supernovas o dos estrellas de neutrones que chocan entre sí, el núcleo atómico puede absorber neutrones rápidamente. Aproximadamente la mitad de los elementos más pesados que el hierro, el elemento 26, se excretan en el proceso r. Pero nunca lo hemos visto producir elementos distintos del uranio, el elemento 92.
Los científicos suelen creer que el uranio es el elemento más pesado de la naturaleza, pero no existe ninguna razón física por la que el proceso r deba detenerse en el uranio. De hecho, cuando los astrofísicos modelan matemáticamente el proceso r, tienen en cuenta estos elementos tan pesados.
«No es que no esperáramos que esto sucediera, es que no teníamos una muy buena idea de cómo buscar firmas que pudieran confirmar la imagen que teníamos», dice. Ian Rodererastrónomo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y uno de los autores del artículo.
Los científicos suelen creer que el uranio es el elemento más pesado de la naturaleza, pero no existe ninguna razón física por la que el proceso r deba detenerse en el uranio.
Estos elementos son inestables, por lo que no duran mucho: un neutrón perdido puede dividir fácilmente el núcleo. Fragmentos de esta fisión llenan el desierto de la mitad de la tabla periódica: elementos como cadmio, estaño y telurio. Los astrónomos tienen que buscar estos fragmentos, pero para ello necesitan buscar firmas de estos elementos en luz ultravioleta.
Debido a que la capa de ozono de la Tierra bloquea la radiación ultravioleta, los astrónomos necesitan un instrumento fuera de nuestra atmósfera. El Telescopio Espacial Hubble puede hacer este trabajo.
Los investigadores seleccionaron 42 estrellas de neutrones que parecían ser producto de fusiones. En los espectros ultravioleta de estas estrellas de neutrones, recogieron huellas dactilares que identificaron como las de los elementos que buscaban.
Un mundo de átomos improbables
Para poner este número en contexto, el uranio-238, el isótopo de uranio más común en la Tierra, tiene un peso atómico de 238, de ahí su nombre.
Es posible superar los 238 en el ambiente. Algunas rocas que contienen uranio Él lleva Rastros de plutonio 244, elemento 9. Físicos de la época de la Guerra Fría examinan los restos de la primera prueba de una bomba de hidrógeno. es encontrado Trazas de einstenio-254 y fermio-255, elementos 99 y 100.
Un núcleo atómico con una masa de 260 o más está ubicado en un mundo de elementos que suman más de 100: elementos que sólo se encuentran en el laboratorio. Incluso en el laboratorio, son demasiado inestables y de corta duración para que los científicos puedan estudiarlos exhaustivamente.
«¿Cómo se producen los elementos pesados? ¿Cuál es la naturaleza de la física que gobierna cómo existen estos elementos pesados durante el corto período de su existencia? Mirar las estrellas puede darnos una manera de explorar estas preguntas que antes eran inaccesibles en nuestros experimentos aquí». «En la Tierra», dice Roeder.
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