Un estudio reciente liderado por investigadores de la Universidad Estatal de Luisiana y la Universidad de Columbia reveló que las gigantescas explosiones de los magnetars podrían ser responsables de crear hasta el 10% de los elementos más pesados que el hierro en la galaxia de la Vía Láctea, incluido el oro. Los magnetars son remanentes extremadamente densos de estrellas explotadas, poseen campos magnéticos increíblemente poderosos y son capaces de liberar enormes cantidades de energía en forma de llamaradas de rayos gamma.
"Esta es una pregunta bastante fundamental en términos del origen de la materia compleja en el universo. En realidad, es un rompecabezas divertido no resuelto", dijo Anirudh Patel, el autor principal del estudio y estudiante de doctorado en la Universidad de Columbia, según CNN.
El estudio analizó datos archivados de telescopios de la NASA y la Agencia Espacial Europea recopilados hace dos décadas. Los investigadores encontraron evidencia que sugiere que los magnetars pueden emitir intensas ráfagas de radiación conocidas como "terremotos estelares", que expulsan materiales ricos en elementos pesados como el oro al espacio a velocidades extremadamente altas.
Durante los terremotos estelares, la presión interna causa que la corteza de los magnetars se rompa, y la materia en su interior, especialmente justo debajo de la corteza, puede calentarse instantáneamente a miles de millones de grados, liberando una gran cantidad de neutrones. Estas condiciones crean un entorno favorable para la formación de elementos pesados.
La explosión de diciembre de 2004 del magnetar SGR 1806-20 liberó energía equivalente a cientos de miles de años de emisión del Sol y fue uno de los estallidos de rayos gamma más fuertes jamás registrados. Las señales de rayos gamma grabadas hace dos décadas corresponden al escenario de formación de elementos pesados a partir de las explosiones de magnetar, respaldando la propuesta del equipo sobre la creación y distribución de elementos pesados en una gran llamarada de magnetar.
"Es muy divertido pensar que algunas partes de mi teléfono o computadora portátil podrían haberse formado a partir de explosiones extremas a lo largo de la historia de nuestra galaxia", dijo Patel.
Anteriormente, hipótesis de larga data sugerían que las explosiones de supernovas o las colisiones de estrellas de neutrones eran las principales fuentes de oro y otros elementos pesados en el universo. En 2017, los astrónomos observaron la colisión de dos estrellas de neutrones, lo que generó ondas gravitacionales y un estallido de rayos gamma, creando elementos pesados como oro, platino y plomo, lo que respalda aún más el papel de las colisiones de estrellas de neutrones en la producción de elementos cósmicos.
Sin embargo, los investigadores ahora señalan que puede haber una fuente aún más poderosa de producción de oro proveniente de un objeto celestial raro y extraño: los magnetars, que podrían impulsar antiguos procesos de producción de oro y liberar materiales ricos en elementos pesados durante los terremotos estelares.
"Creemos que la mayoría de las fusiones de estrellas de neutrones ocurrieron solo en los últimos mil millones de años", dijo Eric Burns, coautor del estudio y profesor de astrofísica de la Universidad Estatal de Luisiana, según CNN.
Comprender cómo se formaron estos elementos en el cosmos temprano es crucial para la astrofísica y la cosmología. Las conclusiones del estudio enfatizan la importancia de los magnetars en la historia química del cosmos, especialmente en la formación de elementos pesados a través de la captura rápida de neutrones.
Los investigadores encontraron evidencia que sugiere que un magnetar expulsa material durante una gran erupción, pero no tienen una explicación física para la expulsión de masa de la estrella, dijo Patel.
"Pero una futura misión podría proporcionar una estimación más precisa", agregó Patel.
El próximo telescopio gamma COSI, programado para ser lanzado en 2027, está diseñado para observar las enormes llamaradas de magnetar e identificar los elementos creados en ellas, potencialmente proporcionando datos precisos sobre las llamaradas magnéticas y su composición elemental. COSI estudiará fenómenos energéticos en el cosmos, incluidas las enormes llamaradas de magnetar, y observará en la denominada radiación gamma blanda.
"Esto responde a una de las grandes preguntas de este siglo y resuelve un misterio utilizando datos casi olvidados de archivos", dijo Burns.
El artículo fue escrito con la ayuda de un sistema de análisis de noticias.