Una gigante roja (estrella AGB) produce elementos pesados como molibdeno y paladio, que forman polvo (cuadrados rojos), mientras que elementos como el cadmio y algo de paladio escapan como gas. Las explosiones de supernovas también producen elementos más pesados y los expulsan al espacio en forma de polvo (triángulos azules) y gas. En el medio interestelar, el polvo de estrellas se mezcla con los granos de polvo que se forman allí. En el disco hecho de gas y polvo, granos de polvo más volátiles cerca de los calientes, el sol joven se destruye. El polvo de estrellas de las gigantes rojas es más resistente que el resto del polvo y, por lo tanto, se acumula en las regiones más cercanas al sol. El joven Júpiter sirvió como barrera para evitar la mezcla de material del interior y las regiones. Crédito:Mattias Ek / Maria Schönbächler
Parte del material de construcción de la Tierra era polvo de estrellas de gigantes rojas, han establecido investigadores de ETH Zurich. También han explicado por qué la Tierra contiene más polvo de estrellas que los asteroides o el planeta Marte. que están más lejos del sol.
Hace unos 4.500 millones de años, una nube molecular interestelar colapsó. En su centro, el sol se formó; Alrededor de eso, apareció un disco de gas y polvo, a partir del cual se formarían la Tierra y los otros planetas. Este material interestelar completamente mezclado incluía exóticos granos de polvo:"Polvo de estrellas que se había formado alrededor de otros soles, "explica Maria Schönbächler, profesor del Instituto de Geoquímica y Petrología de ETH Zurich y miembro de NCCR PlanetS. Estos granos de polvo solo constituyeron un pequeño porcentaje de toda la masa de polvo y se distribuyeron de manera desigual por todo el disco. "El polvo de estrellas era como sal y pimienta, ", dice el geoquímico. A medida que se formaban los planetas, cada uno terminó con su propia mezcla.
Gracias a técnicas de medición extremadamente precisas, los investigadores ahora pueden detectar el polvo de estrellas que estaba presente en el nacimiento de nuestro sistema solar. Examinan elementos químicos específicos y miden la abundancia de diferentes isótopos:los sabores atómicos de un elemento dado, los cuales comparten el mismo número de protones en sus núcleos pero varían en el número de neutrones.
"Las proporciones variables de estos isótopos actúan como una huella dactilar, ", Dice Schönbächler." Stardust tiene propiedades realmente extremas, huellas dactilares únicas, y debido a que se distribuyó de manera desigual a través del disco protoplanetario, cada planeta y cada asteroide obtuvo su propia huella digital cuando se formó ".
Meteorito de hierro que fue analizado en el Instituto de Geoquímica y Petrología de ETH Zurich. Crédito:Windell Oskay / Flickr / CC BY 2.0
Estudiando paladio en meteoritos
Durante los últimos 10 años, Los investigadores que estudian muestras de rocas de la Tierra y meteoritos han podido demostrar estas anomalías isotópicas para cada vez más elementos. Schönbächler y su grupo han estado observando meteoritos que originalmente formaban parte de núcleos de asteroides que fueron destruidos hace mucho tiempo. con un enfoque en el elemento paladio.
Otros equipos ya habían investigado elementos vecinos en la tabla periódica, como el molibdeno y el rutenio, para que el equipo de Schönbächler pudiera predecir lo que mostrarían sus resultados de paladio. Pero sus mediciones de laboratorio no confirmaron las predicciones. "Los meteoritos contenían anomalías de paladio mucho más pequeñas de lo esperado, "dice Mattias Ek, postdoctorado en la Universidad de Bristol que realizó las mediciones de isótopos durante su investigación doctoral en ETH.
Ahora, los investigadores han ideado un nuevo modelo para explicar estos resultados, como informan en la revista Astronomía de la naturaleza . Argumentan que el polvo de estrellas consistía principalmente en material producido en estrellas gigantes rojas. Estas son estrellas envejecidas que se expanden porque han agotado el combustible en su núcleo. Nuestro Sol, también, se convertirá en una gigante roja dentro de 4 o 5 mil millones de años.
En estas estrellas Los elementos pesados como el molibdeno y el paladio se produjeron mediante lo que se conoce como el proceso de captura lenta de neutrones. "El paladio es un poco más volátil que los otros elementos medidos. Como resultado, menos se condensó en polvo alrededor de estas estrellas, y por lo tanto hay menos paladio a partir del polvo de estrellas en los meteoritos que estudiamos, "Dice Ek.
Los investigadores de ETH también tienen una explicación plausible para otro rompecabezas de polvo de estrellas:la mayor abundancia de material de gigantes rojos en la Tierra en comparación con Marte o Vesta u otros asteroides más alejados en el sistema solar. Esta región exterior vio una acumulación de material de explosiones de supernovas.
"Cuando se formaron los planetas, las temperaturas más cercanas al sol eran muy altas, "Explica Schönbächler. Esto provocó granos de polvo inestables, por ejemplo, los que tienen una costra helada, evaporar. El material interestelar contenía más de este tipo de polvo que fue destruido cerca del sol, mientras que el polvo de estrellas de las gigantes rojas era menos propenso a la destrucción y, por lo tanto, se concentraba allí. Es concebible que el polvo que se origina en las explosiones de supernovas también se evapore más fácilmente, ya que es algo más pequeño. "Esto nos permite explicar por qué la Tierra tiene el mayor enriquecimiento de polvo de estrellas de estrellas gigantes rojas en comparación con otros cuerpos del sistema solar". ", Dice Schönbächler.
