Una explosión en el espacio crea los elementos imprescindibles para la vida

La astronomía está sembrada estos días. Entre las ráfagas rápidas y los hallazgos del telescopio espacial James Webb, los científicos tienen datos para analizar durante años. Y ahora se le suma un nuevo descubrimiento: se ha observado la creación de elementos químicos raros en el segundo estallido de rayos gamma más brillante jamás visto, arrojando nueva luz sobre cómo se forman los elementos pesados.

En un estudio publicado en Nature, un equipo de científicos, liderados por Ben Gompertz, describe el estallido de rayos gamma GRB 230307A, provocado por la colisión de dos estrellas de neutrones. La explosión se observó utilizando una serie de telescopios terrestres y espaciales, incluido el Telescopio Espacial James Webb de la NASA, el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi y el Observatorio Neil Gehrels Swift.

Los resultados de las observaciones muestran trazas del elemento químico pesado telurio, después de la explosión. También es probable que otros elementos como el yodo y el torio, necesarios para sustentar la vida en la Tierra, también se encuentren entre el material expulsado por la explosión, también conocida como kilonova. Estas son enormes explosiones provocadas por la colisión de dos estrellas de neutrones o por una de estas sumergiéndose en un agujero negro.

"Las explosiones de rayos gamma provienen de potentes chorros que viajan casi a la velocidad de la luz, en este caso impulsados por una colisión entre dos estrellas de neutrones", afirma Gompertz. Estas estrellas pasaron varios miles de millones de años girando en espiral, una hacia la otra, antes de chocar para producir el estallido de rayos gamma que observamos en marzo de este año. El lugar de la fusión tiene la longitud aproximada de la Vía Láctea, unos 120.000 años luz.

“La colisión de estrellas de neutrones proporciona las condiciones necesarias para sintetizar elementos muy pesados – añade Gompertz-, y el brillo radiactivo de estos nuevos elementos impulsó la kilonova que detectamos cuando la explosión se desvaneció. Las kilonovas son extremadamente raras y muy difíciles de observar y estudiar, razón por la cual este descubrimiento es tan emocionante”.

GRB 230307A fue uno de los estallidos de rayos gamma más brillantes jamás observados: más de un millón de veces más brillante que toda la Vía Láctea combinada. Esta es la segunda vez que se detectan elementos pesados individuales mediante observaciones espectroscópicas después de la fusión de una estrella de neutrones, lo que proporciona información invaluable sobre cómo se forman estos componentes vitales necesarios para la vida.

"Poco más de 150 años después de que Dmitri Mendeleev escribiera la tabla periódica de elementos – señala Andrew Levan, coautor del estudio -, ahora finalmente estamos en condiciones de comenzar a llenar esos últimos espacios en blanco para comprender cómo comenzó todo”.

La explosión duró 200 segundos, lo que significa que se clasifica como una explosión de rayos gamma de larga duración. Esto es inusual, ya que los estallidos cortos de rayos gamma, que duran menos de dos segundos, son causados más comúnmente por fusiones de estrellas de neutrones. Los estallidos largos de rayos gamma como este suelen ser causados por la muerte explosiva de una estrella masiva.

Los investigadores ahora buscan aprender más sobre cómo funcionan estas fusiones de estrellas de neutrones y cómo impulsan estas enormes explosiones generadoras de elementos.

"Hace apenas unos pocos años – concluye Samantha Oates, coautora del estudio -, descubrimientos como este no habrían sido posibles, pero gracias al telescopio espacial James Webb podemos observar estas fusiones con exquisito detalle. Hasta hace poco, no pensábamos que las fusiones pudieran generar explosiones de rayos gamma durante más de dos segundos. Nuestro próximo trabajo es encontrar más fusiones de larga duración y desarrollar una mejor comprensión de qué las impulsa y si se están creando elementos aún más pesados. Este descubrimiento ha abierto la puerta a una comprensión transformadora de nuestro universo y de cómo funciona”.