Surge una nueva teoría sobre el origen de elementos pesados basada en agujeros negros primordiales.
El origen de los elementos más pesados del universo, tales como el oro y el uranio, ha sido siempre un misterio para los científicos. Ahora, un grupo de astrofísicos cree haber hallado una respuesta, según un estudio publicado en la revista Physical Review Letters.
El mecanismo de formación de elementos pesados a partir de otros más livianos, conocido como captura neutrónica rápida o simplemente «proceso-r» (de rápido), consiste en la colisión de un neutrón libre con un núcleo atómico, los cuales se combinan en un núcleo más pesado sin producir fisión.
Sin embargo, no se sabe a ciencia cierta en qué parte del universo el «proceso-r» sucede a suficiente escala para poder «forjar» la gran cantidad de elementos pesados que vemos a nuestro alrededor.
El ‘proceso-r’ solamente puede ocurrir en circunstancias muy específicas, ya que requiere de temperaturas elevadas y de una alta densidad de neutrones. Las estrellas normales, donde la fusión nuclear consiste en una reacción en cadena más lenta, no cumplen con esas condiciones.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de California propone una nueva explicación. Según su estudio, los elementos pesados pueden formarse cuando las estrellas de neutrones son «devoradas» por dentro por microagujeros negros.
Se trata de los hipotéticos agujeros negros primordiales, que surgieron durante el Big Bang y por lo tanto pueden ser mucho más pequeños en comparación a aquellos surgidos a causa del colapso de estrellas. Se estima que tienen una masa un trillón de veces menor a la del Sol y un tamaño menor a un átomo.
Según la nueva teoría, cuando un agujero negro primordial colisiona con una estrella de neutrones, se produce una serie de reacciones que desencadenan el «proceso-r». Así, a medida que el microagujero negro absorbe materia, la estrella de neutrones reduce su radio, comienza a girar más rápido y despide partículas ricas en neutrones.
De esta manera se crean las condiciones necesarias para la nucleosíntesis, durante el cual los neutrones se incorporan a otros núcleos atómicos y forman elementos más pesados.
Los investigadores estiman que hay suficientes agujeros negros para explicar el origen de los elementos relacionados con los ‘procesos-r’ en toda la galaxia. Sin embargo, para corroborar esta teoría será necesario medir de manera detallada la cantidad de materia eyectada por estrellas de neutrones, así como observar las zonas donde ocurren los ‘procesos-r’ mediante observatorios de ondas gravitatorias de próxima generación.
El estudio ha sido publicado en la revista Physical Review Letters.
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