Los científicos han descubierto un nuevo tipo de polvo de estrellas cuya composición indica que se formó durante una forma rara de nucleosíntesis (el proceso mediante el cual se crean nuevos núcleos atómicos) y podría arrojar nueva luz sobre la historia del agua en la Tierra.

Un equipo dirigido por cosmoquímicos de Caltech y la Universidad Victoria de Wellington en Nueva Zelanda estudió los agregados de minerales antiguos dentro del meteorito Allende (que cayó a la Tierra en 1969) y descubrió que muchos de ellos tenían cantidades inusualmente altas de estroncio-84. un isótopo ligero relativamente raro del elemento estroncio que se llama así por los 84 neutrones en su núcleo.

"El estroncio-84 es parte de una familia de isótopos producidos por un proceso nucleosintético, llamado el proceso p, que sigue siendo misterioso, "dice François L. H. Tissot de Caltech, profesor asistente de geoquímica. "Nuestros resultados apuntan a la supervivencia de granos que posiblemente contengan estroncio 84 puro. Esto es emocionante, ya que la identificación física de tales granos brindaría una oportunidad única de aprender más sobre el proceso p ".

Tissot y el colaborador Bruce L.A. Charlier de la Universidad Victoria de Wellington son coautores principales de un estudio que describe los hallazgos que se publicaron en Avances de la ciencia el 9 de julio.

"Esto es realmente interesante, Charlier dice:"Queremos saber cuál es la naturaleza de este material y cómo encaja en la mezcla de ingredientes que formaron la receta de los planetas".

Estroncio (símbolo atómico:Sr), un metal químicamente reactivo, tiene cuatro isótopos estables:estroncio-84 y sus primos más pesados ​​que tienen 86, 87, o 88 neutrones en sus núcleos. Los científicos han descubierto que el estroncio es útil cuando se intenta fechar objetos del sistema solar temprano porque uno de sus isótopos pesados, estroncio-87, es producido por la desintegración del isótopo radiactivo rubidio-87 (símbolo atómico:Rb).

El rubidio-87 tiene una vida media muy larga, 49 mil millones de años, que es más de tres veces la edad del universo. La vida media representa la cantidad de tiempo necesario para que la radiactividad de un isótopo caiga a la mitad de su valor original. permitiendo que estos isótopos sirvan como cronómetros para fechar muestras en diferentes escalas de tiempo. El isótopo radiactivo más famoso utilizado para la datación es el carbono-14, el isótopo radiactivo del carbono; con su vida media de aproximadamente 5, 700 años, el carbono-14 se puede utilizar para determinar las edades de los materiales orgánicos (que contienen carbono) en escalas de tiempo humanas, hasta aproximadamente 60, 000 años. Rubidio-87, a diferencia de, se puede utilizar para fechar los objetos más antiguos del universo, y, mas cerca de casa, los objetos del sistema solar.

Lo que resulta particularmente atractivo de utilizar el par Rb-Sr para la datación es que el rubidio es un elemento volátil, es decir, tiende a evaporarse para formar una fase gaseosa incluso a temperaturas relativamente bajas, mientras que el estroncio no es volátil. Como tal, el rubidio está presente en una mayor proporción en los objetos del sistema solar que son ricos en otros volátiles (como el agua), porque se formaron a temperaturas más bajas.

Contraintuitivamente, La Tierra tiene una relación Rb / Sr que es 10 veces menor que la de los meteoritos ricos en agua, lo que implica que el planeta se acumuló a partir de materiales pobres en agua (y por lo tanto pobres en rubidio) o se acumuló a partir de materiales ricos en agua, pero perdió la mayor parte de su agua con el tiempo, así como su rubidio. Comprender cuál de estos escenarios tuvo lugar es importante para comprender el origen del agua en la Tierra.

En teoria, el cronómetro Rb-Sr debería poder separar estos dos escenarios, ya que la cantidad de Sr-87 producida por la desintegración radiactiva en un período de tiempo determinado no será la misma si la Tierra comenzó con mucho rubidio frente a menos material.

En el último escenario, es decir., con menos rubidio, la Tierra recién formada habría sido pobre en volátiles como el agua, por lo tanto, la cantidad de Sr-87 en la tierra y en meteoritos pobres en volátiles sería similar a la observada en los sólidos más antiguos conocidos del sistema solar, los llamados CAI. Los CAI son inclusiones ricas en calcio y aluminio que se encuentran en ciertos meteoritos. Se remonta a 4.567 mil millones de años, Los CAI representan los primeros objetos que se condensaron en la nebulosa solar temprana, el aplanado, disco giratorio de gas y polvo del que nació el sistema solar. Como tal, Las CA ofrecen una ventana geológica sobre cómo y a partir de qué tipo de materiales estelares se formó el sistema solar.

"Son testigos críticos de los procesos que estaban sucediendo mientras se formaba el sistema solar, "dice Tissot.

Sin embargo, la composición de los CAI ha confundido durante mucho tiempo la capacidad de los científicos para determinar si la Tierra se formó en su mayor parte seca o no. Eso es porque CAls, a diferencia de otros materiales del sistema solar, tienen proporciones anómalas de los cuatro isótopos de estroncio, con una proporción ligeramente elevada de estroncio-84. Por lo tanto, plantean un desafío a la validez del sistema de datación rubidio-estroncio. Y también plantean una pregunta clave:¿Por qué son diferentes?

Aprender más, Tissot y Charlier tomaron nueve especímenes de los llamados CAls de grano fino. Los CAI de grano fino han conservado su condensado (es decir, textura de copo de nieve), que da testimonio de su naturaleza prístina.

El equipo eliminó minuciosamente estos CAI bañándolos en ácidos gradualmente más fuertes para eliminar los minerales más reactivos químicamente (y el estroncio que contienen). dejando un concentrado de solo la fracción más resistente. La muestra final contenía Sr-84 casi puro, mientras que una muestra típica se compone de 0,56 por ciento de Sr-84.

"La lixiviación escalonada es un instrumento un poco contundente porque no está completamente seguro de qué es exactamente lo que está destruyendo en cada paso, ", Dice Charlier." Pero la esencia de lo que hemos encontrado es, una vez que haya eliminado el 99 por ciento de los componentes comunes dentro de los CAI, lo que nos queda es algo muy exótico que no esperábamos ".

"La firma no se parece a nada que se encuentre en el sistema solar, "Dice Tissot. Los granos que llevan esta firma, Tissot y Charlier concluyeron:debe haberse formado antes del nacimiento del sistema solar y sobrevivido a ese proceso cataclísmico durante el cual los granos estelares se calentaron a temperaturas extremadamente altas, vaporizado y luego se condensa en materiales sólidos.

Dada la abundancia relativa de estroncio-84, el descubrimiento apunta a la probable existencia en meteoritos de granos de tamaño nanométrico que contienen estroncio-84 casi puro que se formaron durante un raro proceso nucleosintético antes de la formación del propio sistema solar. La naturaleza de estos granos sigue siendo un misterio, ya que solo su composición isotópica en estroncio revela su existencia. Pero los altos niveles de Sr-84 en los CAI sugieren que la Tierra y los meteoritos pobres en volátiles tienen más estroncio-87 que los CAI. favoreciendo el escenario en el que la Tierra acumuló más agua y elementos volátiles, que posteriormente se perdieron dentro de los primeros millones de años después de su formación.

los Avances de la ciencia el artículo se titula "Supervivencia de los portadores de nucleidos p presolares en la nebulosa revelada por la lixiviación escalonada de las inclusiones refractarias de Allende".