Isótopos ‘extraterrestres’ raros en la corteza terrestre apuntan a un reciente roce con un evento cataclísmico

Muy abajo en la tabla periódica encontrará una lista de elementos pesados ​​nacidos en el caos. El tipo de caos que podrías encontrar en una estrella en explosión, o una colisión entre dos estrellas de neutrones.

Los físicos han descubierto un par de isótopos grandes, todavía radiactivos, en muestras de la corteza de las profundidades marinas levantadas desde 1.500 metros (casi 5.000 pies) por debajo del Océano Pacífico.

Esperaríamos ver muchos elementos de peso pesado en el remolino de polvo y gas que formó nuestro planeta hace eones, pero la mayoría debería haberse descompuesto en formas más estables mucho antes. Entonces, encontrar ejemplos en la corteza terrestre cerca de la superficie hoy plantea algunas preguntas interesantes.

El hallazgo podría decirnos una cosa o dos sobre eventos cósmicos cataclísmicos que tienen lugar a unos pocos cientos de años luz de la Tierra, y relativamente recientemente en nuestra historia geológica. También podría arrojar luz sobre la forma en que se forman los pesos pesados ​​atómicos.

Verá, la construcción de átomos requiere mucha energía. Los protones se pueden comprimir en helio bajo el tipo de gravedad que encontraría en una estrella, pero la fusión estelar solo lo llevará hasta cierto punto. Para construir un gigante macizo como el plutonio, necesitará el tipo de energía que puede producir una ráfaga de neutrones como una ametralladora.

Hay algunas condiciones en el Universo bajo las cuales esta ‘captura rápida de neutrones’, o proceso r, puede ocurrir, incluyendo supernovas y fusiones de estrellas de neutrones.

A lo largo de la historia del Universo, muchas estrellas se estrellaron y estallaron para derramar un espeso polvo de hierro, uranio, plutonio, oro y otros átomos de grasa por toda la galaxia. Por lo tanto, es de esperar que planetas como la Tierra hayan recogido una buena cantidad de ellos.

Pe ro no todos los elementos nacen iguales. Las variaciones en el número de sus neutrones hacen que algunos sean más estables que otros. El hierro 60, por ejemplo, es un tipo de isótopo de “parpadeo y te lo perderás” si lo ves en la escala cósmica, con una vida media de solo 2,6 millones de años antes de que se descomponga en níquel.

Encontrar este isótopo de vida corta en nuestro planeta hoy, especialmente en la corteza, justo fuera del alcance de los procesos artificiales modernos, implicaría una entrega relativamente reciente de hierro recién salido del cosmos.

El hierro 60 ha aparecido antes en muestras de rocas, que se remontan a solo un par de millones de años. También se ha visto en materiales traídos de la superficie lunar.

Pero para tener una buena idea del tipo específico de proceso r que produjo estos especímenes, valdría la pena ver qué otros isótopos llovían con ellos.

El físico Anton Wallner de la Universidad Nacional de Australia dirigió un equipo de investigadores en busca de nuevas muestras de hierro 60 para ver si podían identificar isótopos de otros elementos pesados ​​cercanos.

Lo que encontraron fue plutonio 244, un isótopo con un vida media de poco más de 80 millones de años – estable para el plutonio, pero difícilmente el tipo de elemento que esperarías que se quedara desde que nuestro planeta se unió hace 4.500 millones de años.

En total, el equipo descubrió dos afluencias distintas de hierro 60 que debían haber llegado en los últimos 10 millones de años. Ambas muestras fueron acompañadas de cantidades pequeñas pero significativas de plutonio 244, cada una en una proporción similar.

Encontrarlos juntos agrega más detalles que encontrarlos separados. La cantidad de plutonio en ellos es menor de lo que se esperaría si las supernovas fueran las principales responsables de su producción, lo que apunta a contribuciones de otros procesos r.

Exactamente lo que había detrás de esta particular pizca de polvo espacial alienígena queda en manos de nuestra imaginación por ahora.

“La historia es complicada” dice Wallner.

“Posiblemente este plutonio-244 se produjo en explosiones de supernovas o podría ser un residuo de un evento mucho más antiguo, pero aún más espectacular, como la detonación de una estrella de neutrones”.

Al medir sus respectivos fusibles radiactivos y hacer algunas suposiciones sobre la astrofísica detrás de su distribución, los investigadores especulan que la producción de hierro 60 es compatible con dos o cuatro eventos de supernova que se disparan entre 50 y 100 parsecs (alrededor de 160 y 330 años luz) de Tierra.

Esta no es la primera vez que el hierro 60 indica que una supernova está ocurriendo peligrosamente cerca en la historia reciente.

Al observar el isótopo en conexión con otros elementos, podríamos construir lentamente una firma que nos diga más sobre las condiciones de choque-explosión de nuestro vecindario en los millones de años antes de que los humanos comenzaran a prestar mucha atención.

Sin embargo, será necesario buscar más isótopos alienígenas.

“Nuestros datos podrían ser la primera evidencia de que las supernovas sí producen plutonio-244”. dice Wallner.

“O quizás ya estaba en el medio interestelar antes de que estallara la supernova, y fue empujada a través del Sistema Solar junto con la eyección de la supernova”.

Esta investigación fue publicada en Ciencias.

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