Concepción artística que muestra dos estrellas de neutrones al momento de una colisión. Nuevas observaciones confirman que las estrellas de neutrones en colisión producen estallidos cortos de rayos gamma. Dichas colisiones producen elementos pesados, incluyendo oro. Es probable que todo el oro de la Tierra provino de la colisión de estrellas de neutrones. Crédito: Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc.
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El oro es escaso en la Tierra en parte porque también es escaso en el Universo. A diferencia de elementos como el carbono o el hierro, el oro no puede ser creado dentro de una estrella sino que es creado en un evento más violento, como uno ocurrido el mes pasado conocido como estallido corto de rayos gamma. Observaciones de este estallido aportaron evidencia de que fue producido por la colisión de dos estrellas de neutrones (los núcleos muertos de estrellas que previamente explotaron como supernovas). Además, un resplandor único que persistió por varios días en la ubicación del estallido de rayos gamma podría indicar que una gran cantidad de elementos pesados fueron creados, incluyendo oro.
“Estimamos que la cantidad de oro producido y expulsado durante la fusión de la dos estrellas de neutrones puede ser tan grande como 10 masas lunares” dijo el autor principal del estudio Edo Berger del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA).
Un estallido de rayos gamma es un destello de luz de alta energía proveniente de una explosión extremadamente energética. La mayoría ocurre en el Universo distante. Berger y sus colegas estudiaron GRB 130603B el cual, a una distancia de 3,9 mil millones de años luz de la Tierra, es uno de los estallidos más cercanos observados hasta hoy.
Hay dos variedades de estallidos de rayos gamma, largos y cortos, dependiendo del tiempo que dure el destello de los rayos gamma. GRB 130603B, detectado por el satélite Swift de la NASA el 3 de junio, tuvo una duración menor a dos décimas de segundo.
Aunque los rayos gamma desaparecieron rápidamente, GRB 130603B también mostró un resplandor que se desvaneció lentamente dominado por luz infrarroja. Su brillo y comportamiento no concuerdan con un típico “resplandor posterior” el cual se crea cuando un chorro de partículas golpea a gran velocidad el entorno circundante.
Al contrario, el resplandor se comportó como si viniera de elementos radioactivos exóticos. El material rico en neutrones expulsado por estrellas de neutrones en colisión puede generar dichos elementos, los cuales después atraviesan por un decaimiento radioactivo, emitiendo un resplandor dominado por luz infrarroja, lo que el equipo observó exactamente.
“Hemos buscado una “pistola humeante” para vincular un estallido corto de rayos gamma con una colisión de estrellas de neutrones. El resplandor radioactivo proveniente de GRB 130603 podría ser esa pistola humeante,” explica Wen-fai Fong, un estudiante graduado en el CfA y coautor del estudio.
El equipo calcula que material equivalente a una centésima de la masa del Sol fue expulsado por el estallido de rayos gamma, el oro formaba parte de ese material. Al combinar el oro que se estima fue producido por un solo estallido corto de rayos gamma con el número de dichas explosiones que han ocurrido durante el periodo que abarca la edad del Universo, es probable que todo el oro en el cosmos provenga de los estallidos de rayos gamma.
Vídeo que muestra la animación de la colisión y fusión de dos estrellas de neutrones. La fusión de dos estrellas de neutrones puden crear un evento conocido como estallido corto de rayos gamma. Crédito: Danna Berry, SkyWorks Digital, Inc.