Un equipo internacional liderado por un Ph.D. Alumno del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y de la Universidad de La Laguna (ULL) ha identificado la emisión de telurio en los espectros infrarrojos de dos nebulosas planetarias y bromo en una de ellas.

Al final de sus vidas, las estrellas de masa moderada expulsan sus capas más externas formando nebulosas planetarias. A través de este proceso, inyectan en el medio interestelar los elementos químicos que se han sintetizado en su interior durante miles de millones de años. Los elementos que son más pesados ​​que el hierro no se pueden producir en las reacciones de fusión nuclear que ocurren dentro de las estrellas porque ese proceso requeriría más energía de la que podrían generar. Estos elementos están formados por un proceso conocido como captura de neutrones, que ocurre en las etapas finales de la vida de una estrella.

"A medida que ocurren, estas capturas de neutrones dan lugar a elementos cada vez más pesados, "explica Simone Madonna, un doctorado estudiante del IAC y autor principal de este artículo. Y agrega:“Este fenómeno físico siempre ocurre durante los últimos episodios de la vida de las estrellas:ya sea en eventos violentos relacionados con la muerte de estrellas de muy alta masa, como explosiones de supernovas o colisiones de estrellas de neutrones (una de las cuales fue detectada recientemente por observatorios de ondas gravitacionales), que generan una gran cantidad de neutrones libres, o en la fase final de la vida de estrellas de baja masa (entre 1 y 8 masas del Sol), donde el flujo de neutrones es mucho menor. En el primer caso, el proceso se llama "proceso r" (R para rápido) y en el segundo caso, el "proceso-s" (S para lento).

Jorge García Rojas, investigadora postdoctoral en el IAC y Ph.D. de Simone. supervisor, afirma que "hemos detectado, por primera vez, una característica de emisión espectral de telurio en el rango espectral infrarrojo de dos nebulosas planetarias (y bromo en una de ellas) gracias a los datos obtenidos con el espectrógrafo EMIR, en el Gran Telescopio Canarias, e IGRINS, en el telescopio Harlan J. Smith, en el Observatorio McDonald en Texas, USA. "Aprovechando la técnica de la espectroscopia, analizamos la luz que recibimos de las nebulosas, que se descompone en diferentes colores como un arco iris, y podemos determinar qué elementos químicos están presentes en el gas, como cada elemento tiene un patrón único de líneas de emisión incrustadas en este arco iris, el espectro de una nebulosa. Gracias a esto, una línea de emisión de telurio y una línea de emisión de bromo se han localizado por primera vez en el espectro infrarrojo de las nebulosas planetarias. Estas son las detecciones más claras de iones pertenecientes a estos dos elementos pesados ​​en uno de los lugares donde se forman.

"El uso de grandes telescopios e instrumentación específica es necesario debido a la extrema debilidad de estas líneas, dado que corresponden a elementos del Universo con muy poca abundancia, "comenta Francisco Garzón, otro de los autores del artículo, quien es profesor en la ULL, investigador del IAC, y el investigador a cargo del instrumento EMIR.

"Para determinar la abundancia de estos elementos, hemos necesitado realizar un modelo atómico teórico para calcular los parámetros atómicos de los iones observados, "explica Manuel Bautista, físico atómico de la Universidad de Western Michigan y coautor del artículo. La importancia de la detección de estas líneas en nebulosas planetarias radica en que son mejores indicadores de la abundancia del elemento que las líneas detectadas en estrellas evolucionadas y nos dan la oportunidad de estudiar el elemento en su lugar de origen. El telurio es de particular importancia ya que puede ser producido tanto por procesos r como por procesos s.

"Las abundancias calculadas de telurio en las nebulosas planetarias NGC7027 e IC418 indican que este elemento es mucho más abundante de lo esperado en la vecindad solar, donde el patrón de abundancia se distribuye como se esperaba si el proceso r fuera responsable del origen de estos elementos pesados, "señala Simone, "por lo que parte del telurio en estas nebulosas planetarias debe haberse originado a través del proceso s".

Nicolás Sterling, profesor de la Universidad de West Georgia y el Ph.D. de Simone. co-supervisor, afirma que "investigando estos elementos en todos sus lugares de origen (nebulosas planetarias, fusiones de estrellas de neutrones, y supernovas de estrellas masivas) nos ayuda a comprender mejor la contribución del proceso s y el proceso r a la formación de elementos pesados, y perfeccionar los modelos teóricos de la evolución química del Universo ".