ilustración de nube caliente, densa y en expansión de escombros despojados de las estrellas de neutrones justo antes de que chocaran. Imagen vía NASA Goddard Space Flight Center / CI Lab.
Duncan Brown, Universidad de Syracuse y Edo Berger, Universidad de Harvard
durante miles de años, los humanos han buscado una manera de convertir la materia en oro. Los antiguos alquimistas consideraban este metal precioso como la forma más elevada de materia., A medida que el conocimiento humano avanzaba, los aspectos místicos de la alquimia dieron paso a las ciencias que conocemos hoy en día. Y sin embargo, con todos nuestros avances en la ciencia y la tecnología, la historia del origen del oro seguía siendo desconocida. Hasta ahora.
finalmente, los científicos saben cómo el universo hace oro. Usando nuestros telescopios y detectores más avanzados, lo hemos visto creado en el fuego cósmico de las dos estrellas colisionantes detectadas por primera vez por LIGO a través de la onda gravitacional que emitieron.,
la radiación electromagnética capturada de GW170817 ahora confirma que los elementos más pesados que el hierro se sintetizan después de las colisiones de estrellas de neutrones. Imagen a través de Jennifer Johnson / SDSS.
orígenes de nuestros elementos
Los científicos han sido capaces de reconstruir de dónde provienen muchos de los elementos de la Tabla periódica. El Big Bang creó el hidrógeno, el elemento más ligero y abundante. A medida que las estrellas brillan, fusionan el hidrógeno en elementos más pesados como el carbono y el oxígeno, los elementos de la vida., En sus años de muerte, Las estrellas crean los metales comunes-aluminio y hierro-y los lanzan al espacio en diferentes tipos de explosiones de supernova.
durante décadas, los científicos han teorizado que estas explosiones estelares también explicaron el origen de los elementos más pesados y raros, como el oro. Pero les faltaba una parte de la historia. Gira en torno al objeto dejado por la muerte de una estrella masiva: una estrella de neutrones. Las estrellas de neutrones acumulan una vez y media la masa del sol en una bola de solo 10 millas de diámetro. Una cucharadita de material de su superficie pesaría 10 millones de toneladas.,
muchas estrellas en el universo están en sistemas binarios: dos estrellas unidas por la gravedad y orbitando una alrededor de la otra (piense en los soles del planeta natal de Luke en «Star Wars»). Un par de estrellas masivas eventualmente podrían terminar sus vidas como un par de estrellas de neutrones. Las estrellas de neutrones orbitan entre sí durante cientos de millones de años. Pero Einstein dice que su baile no puede durar para siempre. Eventualmente, deben chocar.
colisión masiva, detectada de múltiples maneras
en la mañana del 17 de agosto de 2017, una onda en el espacio pasó por nuestro planeta., Fue detectado por los detectores de ondas gravitacionales LIGO y Virgo. Esta perturbación cósmica provino de un par de estrellas de neutrones del tamaño de una ciudad que chocan a un tercio de la velocidad de la luz. La energía de esta colisión superó a cualquier laboratorio de destrucción de átomos en la Tierra.
Al enterarse de la colisión, los astrónomos de todo el mundo, incluidos nosotros, saltaron a la acción. Telescopios grandes y pequeños escanearon la parte del cielo de donde provenían las ondas gravitacionales., Doce horas más tarde, tres telescopios avistaron una nueva estrella – llamada kilonova – en una galaxia llamada NGC 4993, a unos 130 millones de años luz de la Tierra.
Los astrónomos habían capturado la luz del fuego cósmico de las estrellas de neutrones que chocaban. Era hora de apuntar los telescopios más grandes y mejores del mundo hacia la nueva estrella para ver la luz visible e infrarroja de las secuelas de la colisión. En Chile, el telescopio Gemini desvió su gran espejo de 26 pies hacia el kilonova. La NASA dirigió el Hubble a la misma ubicación.,
película de la luz visible de la kilonova desvaneciéndose en la galaxia NGC 4993, a 130 millones de años luz de la Tierra.
al igual que las brasas de una fogata intensa se enfrían y oscurecen, el resplandor de este fuego cósmico se desvaneció rápidamente. En cuestión de días, la luz visible se desvaneció, dejando atrás un cálido resplandor infrarrojo, que finalmente desapareció también.
observando el universo forjando Oro
pero en esta luz que se desvanece fue codificada la respuesta a la pregunta milenaria de cómo se hace el oro.,
brille la luz del sol a través de un prisma y verá el espectro de nuestro sol: los colores del arco iris se extienden desde la luz azul de longitud de onda corta a la luz roja de longitud de onda larga. Este espectro contiene las huellas dactilares de los elementos unidos y forjados en el sol. Cada elemento está marcado por una huella única de líneas en el espectro, reflejando la diferente estructura atómica.
el espectro de la kilonova contenía las huellas dactilares de los elementos más pesados del universo., Su luz llevaba la firma reveladora del material de la estrella de neutrones que se descomponía en platino, oro y otros elementos del llamado «proceso r».
Visible e infrarroja del espectro de la kilonova. Los amplios picos y valles en el espectro son las huellas de la creación de elementos pesados. Imagen a través de Matt Nicholl.
por primera vez, los humanos habían visto la alquimia en acción, el universo convirtiendo la materia en oro. Y no solo una pequeña cantidad: esta colisión creó al menos 10 tierras de oro., Usted puede ser que esté usando algunas joyas de oro o platino en este momento. Échale un vistazo. Ese metal fue creado en el fuego atómico de una colisión de estrellas de neutrones en nuestra propia galaxia hace miles de millones de años, una colisión como la que se vio el 17 de agosto.
¿y qué del oro producido en esta colisión? Será soplado hacia el cosmos y mezclado con polvo y gas de su galaxia anfitriona. Tal vez algún día formará parte de un nuevo planeta cuyos habitantes se embarcarán en una búsqueda milenaria para comprender su origen.,
Duncan Brown, profesor de Física, Universidad de Syracuse y Edo Berger, profesor de Astronomía, Universidad de Harvard
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.
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