Las primeras estrellas del universo fueron bestias monstruosas. Compuestos únicamente por hidrógeno y helio, podrían ser 300 veces más masivos que el sol. Dentro de ellos se formó el primero de los elementos más pesados, que luego fueron arrojados al cosmos al final de sus cortas vidas. Fueron las semillas de todas las estrellas y planetas que vemos hoy. Un nuevo estudio publicado en Science sugiere que estos antiguos progenitores crearon algo más que elementos naturales.
A excepción del hidrógeno, el helio y algunos rastros de otros elementos ligeros, todos los átomos que vemos a nuestro alrededor se crearon mediante procesos astrofísicos, como supernovas, colisiones de estrellas de neutrones y colisiones de partículas de alta energía. Juntos crearon elementos más pesados hasta el uranio-238, que es el elemento natural más pesado. El uranio se forma en colisiones de supernovas y estrellas de neutrones a través de lo que se conoce como proceso r, donde los neutrones son rápidamente capturados por los núcleos atómicos para convertirse en un elemento más pesado. El proceso r es complejo y todavía hay muchas cosas que no entendemos sobre cómo ocurre o cuál podría ser su límite de masa superior. Este nuevo estudio, sin embargo, sugiere que el proceso r en las primeras estrellas podría haber producido elementos mucho más pesados con masas atómicas superiores a 260.
El equipo examinó 42 estrellas de la Vía Láctea cuya composición elemental se comprende bien. En lugar de simplemente buscar la presencia de elementos más pesados, observaron la abundancia relativa de elementos en todas las estrellas. Descubrieron que la abundancia de algunos elementos como la plata y el rodio no concuerda con la abundancia predicha a partir de la conocida nucleosíntesis del proceso r. Los datos sugieren que estos elementos son restos de desintegración de núcleos mucho más pesados, de más de 260 unidades de masa atómica.
Además del proceso r de captura rápida de neutrones, hay otras dos formas de crear núcleos atómicos pesados: el proceso p, en el que núcleos ricos en neutrones capturan protones, y el proceso s, en el que un núcleo semilla puede capturar un neutrón. Pero ninguno de estos puede crear una rápida acumulación de masa necesaria para elementos más allá del uranio. Y sólo en las estrellas hipermasivas de primera generación la nucleosíntesis del proceso r podría haber generado tales elementos.
Por lo tanto, el estudio sugiere que el proceso r podría crear elementos mucho más allá del uranio, y probablemente lo hizo dentro de las primeras estrellas del universo. A menos que haya una isla de estabilidad para algunos de estos elementos ultrapesados, hace tiempo que se habrán descompuesto hasta convertirse en los elementos naturales que vemos hoy. Pero el hecho de que alguna vez existieron ayudará a los científicos a comprender mejor el proceso r y sus límites.
Con información de arXiv
