junio 19, 2021

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Los isótopos ‘extraterrestres’ raros en la corteza terrestre apuntan a un contacto reciente con un evento cataclísmico

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Justo debajo de la tabla periódica, encontrará una lista de elementos pesados ​​nacidos en el caos. El tipo de caos que se puede encontrar en una estrella en explosión, tal vez, o una colisión entre dos estrellas de neutrones.

Los físicos han descubierto un par de isótopos grandes, todavía radiactivos, en muestras de la corteza del lecho marino arrastradas a 1.500 metros (casi 5.000 pies) por debajo del Océano Pacífico.

Esperaríamos ver muchos elementos pesados ​​en el torbellino de polvo y gas que formó nuestro planeta hace siglos, pero la mayoría debería haber caído en formas más estables mucho antes. Así que encuentra ejemplos en la corteza terrestre cerca de la superficie. hoy plantea algunas preguntas interesantes.

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

Verás, la construcción de átomos consume mucha energía. Los protones se pueden transformar 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 robusto como el plutonio, necesitará el tipo de energía que puede producir una ráfaga de neutrones de 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 han caído y explotado para derramar un espeso polvo de hierro, uranio, plutonio, oro y otros átomos de grasa por toda la galaxia. Por tanto, es de esperar que planetas como la Tierra hayan recogido un buen número de ellos.

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Pero 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 una especie de isótopo de “parpadeo y 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, fuera del alcance de los procesos artificiales modernos, implicaría una entrega relativamente reciente de hierro fresco del cosmos.

El hierro 60 ha aparecido antes en muestras de rocas, que se remontan a unos pocos millones de años. También se vio 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 que otros isótopos llovían sobre ellos.

El físico Anton Wallner de la Universidad Nacional de Australia dirigió un equipo de investigadores que buscaba 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 mantener desde que se formó nuestro planeta hace 4.500 millones de años.

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

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Encontrarlos juntos agrega más detalles que encontrar uno por separado. 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 pizca particular de polvo alienígena del espacio queda a nuestra imaginación por ahora.

“La historia es complicada”, dice Wallner.

“Posiblemente, este plutonio-244 se produjo en explosiones de supernovas o puede haber quedado 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 ocurren entre 50 y 100 parsecs (alrededor de 160 y 330 años luz) de la Tierra.

Esta no es la primera vez que Iron 60 indica una supernova que ocurre 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 crash-bang en nuestro vecindario millones de años antes de que los humanos comenzaran a prestar atención.

Sin embargo, se necesitará más caza de isótopos extraños.

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

“O tal vez ya estaba en el medio interestelar antes de que explotara la supernova, y fue empujado a través del Sistema Solar junto con el material expulsado de la supernova”.

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Esta investigación fue publicada en Ciencias.

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