Todo lo que te rodea:tu escritorio, tu computadora portatil, tu taza de café, de hecho, incluso tú - está hecho de polvo de estrellas, la materia forjada en los hornos de fuego de las estrellas que murieron antes de que naciera nuestro sol. Sondeando el espacio que rodea a un misterioso cadáver estelar, Los científicos de la Universidad de Arizona han hecho un descubrimiento que podría ayudar a resolver un misterio de larga data:¿De dónde proviene el polvo de estrellas?

Cuando las estrellas mueren siembran el cosmos a su alrededor con los elementos que se fusionan en nuevas estrellas, planetas asteroides y cometas. Casi todo lo que compone la Tierra, incluso la vida misma, consta de elementos hechos por estrellas anteriores, incluido el silicio, carbón, nitrógeno y oxígeno. Pero esta no es toda la historia. Los meteoritos comúnmente contienen rastros de un tipo de polvo de estrellas que, hasta ahora, se creía que se formaba sólo en casos excepcionalmente violentos, eventos explosivos de muerte estelar conocidos como novas o supernovas, demasiado raros para explicar la abundancia conservada en los meteoritos.

Investigadores de la UA utilizaron radiotelescopios en Arizona y España para observar nubes de gas en la joven nebulosa planetaria K4-47. un objeto enigmático de aproximadamente 15, 000 años luz de la Tierra. Clasificado como una nebulosa, K4-47 es un remanente estelar, que los astrónomos creen que se creó cuando una estrella no muy diferente de nuestro sol arrojó parte de su material en una capa de gas antes de terminar su vida como una enana blanca.

Para su sorpresa, los investigadores encontraron que algunos de los elementos que componen la nebulosa, el carbono, nitrógeno y oxígeno:están altamente enriquecidos con ciertas variantes que coinciden con las abundancias observadas en algunas partículas de meteoritos, pero por lo demás son raras en nuestro sistema solar:los llamados isótopos pesados ​​de carbono, nitrógeno y oxígeno, o ¹³ C, ¹⁵ N y ¹⁷ Oh respectivamente. Estos isótopos se diferencian de sus formas más comunes por contener un neutrón extra dentro de su núcleo.

La fusión de un neutrón adicional en un núcleo atómico requiere temperaturas extremas superiores a los 200 millones de grados Fahrenheit, lo que lleva a los científicos a concluir que esos isótopos solo podrían formarse en novas (explosiones violentas de energía en sistemas estelares binarios envejecidos) y supernovas, en el que una estrella estalla en pedazos en una explosión cataclísmica.

"Los modelos que invocan solo novas y supernovas nunca podrían explicar las cantidades de ¹⁵ N y ¹⁷ O observamos en muestras de meteoritos, "dijo Lucy Ziurys, autor principal del artículo, que se publica en la edición del 20 de diciembre de la revista Naturaleza . "El hecho de que estemos encontrando estos isótopos en K4-47 nos dice que no necesitamos estrellas exóticas extrañas para explicar su origen. Resulta que las estrellas de variedad de jardín promedio también son capaces de producirlas".

En lugar de eventos explosivos cataclísmicos que forjan isótopos pesados, el equipo sugiere que podrían producirse cuando una estrella de tamaño medio como nuestro sol se vuelve inestable hacia el final de su vida y sufre un llamado destello de helio. en el que el helio supercaliente del núcleo de la estrella atraviesa la envoltura de hidrógeno superpuesta.

"Este proceso, durante el cual el material debe ser arrojado y enfriado rápidamente, produce ¹³ C, ¹⁵ N y ¹⁷ Oh "explicó Ziurys, profesor con doble cargo en el Steward Observatory y en el Departamento de Química y Bioquímica de la UA. "Un destello de helio no destroza la estrella como lo hace una supernova. Es más como una erupción estelar".

Los hallazgos tienen implicaciones para la identificación del polvo de estrellas y la comprensión de cómo las estrellas comunes crean elementos como el oxígeno, nitrógeno y carbono, dijeron los autores.

El descubrimiento fue posible gracias a la colaboración entre disciplinas que tradicionalmente se han mantenido relativamente separadas:la astronomía y la cosmoquímica. El equipo utilizó radiotelescopios en el Radio Observatorio de Arizona y el Institut de Radioastronomie Millimetrique (IRAM) para observar los espectros de rotación emitidos por las moléculas en la nebulosa K4-47. que revelan pistas sobre su distribución masiva y su identidad.

"Cuando Lucy y yo empezamos a colaborar en este proyecto, nos dimos cuenta de que podíamos conciliar lo que encontramos en los meteoritos y lo que observamos en el espacio, "dijo el coautor Tom Zega, profesor asociado de cosmoquímica, materiales planetarios y astrobiología en el Laboratorio Lunar y Planetario de la UA.

Los investigadores esperan ansiosamente los descubrimientos que se avecinan para la misión de retorno de muestras de asteroides OSIRIS-REx de la NASA. que está liderado por la UA. Hace solo dos semanas, la nave espacial llegó a su asteroide objetivo, Bennu, del cual recolectará una muestra de material prístino en 2020. Uno de los principales objetivos de la misión es comprender la evolución de Bennu y los orígenes del sistema solar.

"Puedes pensar en los granos que encontramos en los meteoritos como cenizas estelares, dejado atrás por estrellas que habían muerto hace mucho tiempo cuando se formó nuestro sistema solar, ", Dijo Zega." Esperamos encontrar esos granos pre-solares en Bennu - son parte del rompecabezas de la historia de este asteroide, y esta investigación ayudará a definir de dónde vino el material sobre Bennu ".

"Ahora podemos rastrear de dónde vinieron esas cenizas, "Añadió Ziurys." Es como una arqueología de polvo de estrellas ".

"El estudio de la combustión explosiva de helio dentro de las estrellas iniciará un nuevo capítulo en la historia del origen de los elementos químicos, "dijo Neville" Nick "Woolf, Profesor emérito del Steward Observatory y cuarto coautor.

La primera autora del artículo es Deborah Schmidt, estudiante de doctorado en el Steward Observatory.