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domingo, julio 31, 2016

Post Vintage (195): Alquímia estelar

Las colisiones entre estrellas de Neutrones podrían ser la fuente de los metales más pesados del Universo.

Transformar el Plomo en Oro. Durante siglos esta idea fue perseguida sin descanso por aquellos llamados alquimistas, que creían posible transmutar la materia para lograr producir el más valiosos de los metales a partir de otros "inferiores" mediante lo que se llamaba una piedra filosofal, una substancia que en contacto con ellos provocaría la transformación. Un sueño imposible en atrapó no solo a estos primeros químicos, sino también a nobles y reyes, que financiaron estos experimentos atraídos por su codicia. Una búsqueda inutil, que solo dejó atrás fracasos absolutos y grandes engaños.

Sin embargo en algo no estaban equivocados, pues realmente era posible que un elementos se convirtiera en otro, pero su base teórica, que se basaba en los principios aristotélicos bajo los cuales estos se dividían en cuatro "cualidades básicas" (calor, frío, sequedad y humedad), estaba completamente equivocada, y con ella sus métodos, por lo que estaban condenados al fracaso. La respuesta, lógicamente fuera de los conocimientos de la época, estaba en la física nuclear y la naturaleza última de estos elementos, como átomos formados por partículas subatómicas (Protón, Neutrón, Electrón) cuyo numero era la clava para determinar su naturaleza.

Y es que solo con extraer tres protones de un átomo de Plomo (81 Protones) este se convierte en un átomo de Oro (78 Protones)..Así de pequeño era el camino para ir de uno al otro, pero para realizar ese cambio se requerían unas cantidades enormes de energía que los simples procesos químicos no podían aportar de ninguna manera. La distancia para los alquimistas era pequeña, pero al mismo tiempo insalvable. Pero, paradojas del destino, vivían en un mundo nacido de la Alquimia, una infinitamente más poderosas que la Humana: La alquimia estelar.


Es en las estrellas donde nacen la mayoría de los elementos. Del Hidrógeno primordial las reacciones de fusión nuclear, impulsadas por las enormes presiones existentes en sus nucleos, provoca la "transmutación" de un elemento a otro, a medida que los más simples se fusionan para dar lugar a átomos mas pesados, con un mayor numero de Protones...Helio, Carbono, Nitrógeno, Oxígeno, Litio, Calcio, Hierro...la base de la vida misma nació gracias a los grandes alquimistas celestes, los auténticos responsables de la riqueza química que nos rodea y que nos permite existir.

Aunque quizás no toda. ¿De donde proceden los elementos más pesados que el Hierro (como el mismo Oro) si sabemos que las reacciones nucleares durante la fase final de una estrella, que van "quemando" elementos cada vez más complejos en el desesperado intento de obtener energía que detenga el colapso estelar que precede a una Supernova, terminan, precisamente, cuando su núcleo se convierte en Hierro? Un enigma que puede haber encontrado una respuesta.

"La fuente de la mitad de los elementos pesados existentes en el Universo ha sido un misterio durante mucho tiempo. La idea mas popular, y quizás sigue siéndola, es que se originan durante las explosiones de las Supernovas, el final de la vida de una estrella masiva. Pero los nuevos modelos no apoyan esta idea", explica Hans-Thomas Janka, del Max Planck Institute (MPA). Y es que científicos de esta institución y del Excellence Cluster Universe and of the Free University of Brussels (ULB), simulando todas las fases del procesos, señalan un origen algo diferente: El choque entre dos estrellas de Neutrones, lo que queda del núcleo de una estrella que exploto en forma de Supernova.

"En tan sólo una fracción de segundo después de la fusión de las dos estrellas de neutrones, las fuerzas de marea y presión expulsan materia extremadamente caliente equivalente a varias veces la masa de Júpiter", explica Andreas Bauswein, que fue responsable de las simulaciones realizadas. Una vez que este plasma se enfría por debajo de los 10 mil millones de grados, una multitud de reacciones nucleares, incluida la desintegración radioactiva, permiten la producción de elementos pesados​​. "Estos ​​son 'reciclados' varias veces en diferentes cadenas de reacciones implicados en la fisión de núcleos supervisados​​".

Aunque hablamos de simple simulaciones, estos resultados son coherentes con la abundancia y distribución de los elementos pesados observados tanto en el Sistema Solar como en viejas estrellas, y las colisiones y fusión de dos estrellas de Neutrones, aunque estadisticamente podrían pasar millones de años entre varios eventos de este tipo, no son imposibles, dado que incluso puede darse el caso de sistemas binarios formados por astros de esta clase, girando una alrededor de la otra tal como la hacían cuando eran estrellas.

Queda por delante un larga tarea de observación por parte de este equipo, buscando posibles fuentes celestes que pudieran estas relacionadas con encuentros de este tipo y la eyección de material radiactivo que predicen los modelos. ¿Son las Supernovas la fuente de estos elementos pesados?¿O son realmente las estrellas de Neutrones quienes darían lugar a esta fase avanzada de alquimia estelar? Sea cual sea la respuesta correcta, ambas llevan a una misma situación, la de eventos donde el calor y presión extrema dan lugar a aquello que los alquimistas siempre soñaron. Y es que cuando la brillante luz del "fuego radiactivo" se apaga la profunda oscuridad de espacio quizás adquiera tonos dorados.


La transmutación de los elementos, especialmente del Plomo al Oro, fue el objetivo soñado por numerosos alquimistas.

Dos estrellas de neutrones en rumbo de colisión...mientras el núcleo de las estrellas es la fuente de muchos de los elementos de la tabla periódica hasta el Hierro, estas, según esta teoría, serían la fuente del resto, los más pesados, como el Oro. La auténtica Alquimia ocurre no el La Tierra sino en las estrellas.

Cosmic Collisions – The Astronomical Alchemist