Por primera vez, físicos han logrado medir directamente una de las formas en que las estrellas forjan los elementos más pesados del Universo. Un equipo internacional de científicos llevó a cabo la primera medición directa de una reacción de supernova en un entorno de laboratorio. Los detalles fueron publicados en Physical Review Letters.
Los autores utilizaron un haz acelerado de iones radiactivos para observar los procesos descritos en las teorías científicas sobre las reacciones de las supernovas. Sus mediciones han arrojado luz sobre el proceso de captura de protones el cual se cree que es responsable de la producción de núcleos P.
Los núcleos P son isótopos que representan aproximadamente el 1% de los elementos pesados observados en nuestro sistema solar, aunque no sabemos cómo se originan. Además, su escasez significa que son difíciles de observar, haciendo complicado comprender cómo se producen los isótopos ricos en protones y escasos en neutrones.
La teoría con más tracción es el proceso gamma, el cual establece que los átomos capturan protones voladores durante un evento explosivo como una supernova. Ahora, investigadores de la Universidad de Surrey y del Laboratorio Nacional TRIUMF arrojan luz sobre el asunto.
El nuevo estudio
Las nuevas observaciones se realizaron en el Separador y Acelerador de Isótopos II en el Laboratorio Nacional TRIUMF. La máquina se utilizó para producir un haz de átomos de rubidio-83 radiactivos cargados, mientras que el proceso se registró en el laboratorio.
Los resultados sugirieron la producción del núcleo-p de estroncio-84, señalaron los autores, consistente con el proceso gamma. Descubrieron que la velocidad de reacción termonuclear era menor que la predicha por los modelos teóricos, lo que resultó en una mayor producción de estroncio-84.
Su tasa de producción recalculada fue consistente con las abundancias de estroncio-84 observadas en los meteoritos, y podría ayudar a arrojar luz sobre otros procesos astrofísicos.
“El acoplamiento de una matriz de rayos gamma de alta resolución con un separador electrostático avanzado para medir las reacciones del proceso gamma representa un hito clave en la medición directa de los procesos astrofísicos”, dijo el Dr. Gavin Lotay de la Universidad de Surrey.
«Se pensó en gran medida que tales mediciones estaban fuera del alcance de las tecnologías experimentales actuales”, continúa Lotay. “… y el último estudio ha abierto una gran cantidad de posibilidades para el futuro”.
Estudios previos
En 2019, investigadores de la Universidad de Guelph y la Universidad de Columbia publicaron un estudio provocador. En el trabajo se detalla su teoría de que todos los elementos más pesados del mundo, incluidos el oro y el platino, se forjan en una forma rara de supernova llamada Collapsar.
Dichos estudios arrojan luz sobre los procesos que ocurren en las supernovas, las cuales, en términos simples, pueden verse como fábricas elementales. Estas poderosas fuentes de energía son responsables de forjar todos los elementos más pesados que el oxígeno. En otras palabras, son responsables de nuestra propia existencia indirectamente.