Un grupo de astrónomos descubre un extraño objeto capaz de producir la masa de un planeta en oro
Unos astrónomos han descubierto que las llamaradas de un objeto llamado magnetar pueden producir la masa de un planeta en elementos pesados como el oro y el platino.
Los elementos más ligeros de la tabla periódica, como el hidrógeno y el helio, se formaron en los primeros minutos después del Big Bang. Son responsables de la composición de las primeras estrellas que se formaron. A partir de estas estrellas se produjeron, a través de la fusión nuclear, elementos ligeramente más pesados, como el carbono, el oxígeno y el hierro, que se dispersaron en el espacio cuando se convirtieron en supernovas.
El misterio comienza con el elemento hierro, que es el límite que puede alcanzar una estrella mientras se fusiona y mantiene el equilibrio hidrostático. La formación de elementos aún más pesados, como el oro, el platino y el uranio, era un gran interrogante. Sólo recientemente las observaciones han demostrado que eventos energéticos, como las fusiones de estrellas de neutrones, podrían crear estos metales a través del proceso de captura rápida de neutrones, conocido como proceso-r.
Cosmic Alchemist Magnetar Flare Forges Cosmic Gold Rush, Outshines Sun. In a cosmic spectacle, a magnetara neutron star with magnetic fields trillions of times stronger than Earthsunleashed a colossal flare in 2004, birthing a treasure trove of the universes heaviest pic.twitter.com/kEi3VVmtkD
— Nirmata (@En_formare) April 29, 2025
Esta observación proporciona una nueva explicación del origen de estos elementos, y ayuda a explicar el misterio de cómo los metales pesados surgieron naturalmente en el universo.
¿Qué son los magnetares?
Los magnetares son un tipo especial de estrellas de neutrones que tienen campos magnéticos extremadamente intensos, con billones de veces la intensidad del campo magnético de la Tierra. Los campos magnéticos de un magnetar son los campos magnéticos más fuertes jamás observados en el universo. Las inestabilidades magnéticas y el momento angular heredados del colapso de estrellas masivas generan estos campos magnéticos.
Algunas de estas emisiones de radiación electromagnética se producen mediante explosiones de energía conocidas como llamaradas. Estas erupciones generan emisiones de rayos X y rayos gamma que se observan aquí en la Tierra y pueden proporcionar información sobre el entorno del magnetar. Este entorno es propicio para la formación de elementos pesados ya que son entornos energéticos y densos.
El misterio fenómeno de 2004
En diciembre de 2004, los astrónomos observaron, a través de telescopios espaciales, una explosión extremadamente brillante e intensa. Después de más observaciones y análisis, se determinó que la explosión fue una llamarada de un magnetar. Además, esta llamarada de radiación sólo duró unos segundos, pero liberó más energía que la que libera el Sol en un millón de años.
A magnetar is a unique kind of neutron star; ultra-dense and estimated to have a magnetic field roughly a quadrillion times stronger than Earth.
— FarLife (@FarLife1) May 3, 2025
If you got close enough to one of these powerful stars your body would be dismantled. It would pull all of the electrons from your pic.twitter.com/wwceCg5jro
Este evento fue uno de los más enérgicos jamás observados y todavía hoy atrae la atención de los astrónomos. Sin embargo, el misterio permaneció intacto cuando se detectó una segunda señal, más débil, unos 10 minutos después de la explosión principal. En las dos décadas transcurridas desde la observación, varios astrónomos han intentado explicar el pico secundario, pero no encaja en los modelos conocidos.
Llamaradas que producen elementos pesados
Un artículo recientemente publicado analizó este evento de 2004 estudiando los dos picos observados. Con el nuevo análisis, los investigadores estimaron que la explosión produjo el equivalente a aproximadamente el doble de la masa de Marte en metales pesados como oro, platino y uranio. Esto explicaría el proceso asociado con el pico secundario que sigue siendo un misterio. Además, con este descubrimiento se resolvió otro problema.
Las colisiones de estrellas de neutrones por sí solas no fueron suficientes para explicar la cantidad de elementos pesados observados. Y también la presencia de grandes cantidades de estos elementos en galaxias muy jóvenes, donde no hubo tiempo suficiente para que se produjeran colisiones de estrellas de neutrones. Con este descubrimiento se puede estimar que entre un 1 % y un 10 % de los elementos pesados pueden formarse a partir de estas llamaradas.
El proceso de captura de neutrones
El proceso responsable de la formación de elementos pesados, tanto en colisiones de estrellas de neutrones como en erupciones, se denomina proceso de captura rápida de neutrones o r-process. Este proceso ocurre cuando los núcleos atómicos absorben neutrones libres a alta velocidad antes de que puedan desintegrarse radiactivamente. Para que esto suceda se requiere un entorno extremadamente rico en neutrones.
En condiciones extremas, como en las colisiones y en los magnetares, los neutrones están tan densamente concentrados que los núcleos atómicos incorporan docenas de ellos en fracciones de segundo y forman elementos pesados. La confirmación observacional de este proceso ocurrió en 2017 con la detección del evento GW170817. El análisis espectral de la luz emitida después del evento reveló la presencia de elementos pesados recién formados.
Referencia de la noticia:
Direct Evidence for r-process Nucleosynthesis in Delayed MeV Emission from the SGR 1806–20 Magnetar Giant Flare. 29 de abril, 2025. Patel, et al.