Las ondas gravitacionales y el origen de los metales preciosos
La “multidetección” de una colisión de estrellas de neutrones confirmó el hallazgo. De esta manera, el universo crea metales preciosos, como el oro y el uranio.
Cientos de astrónomos en el mundo detectaron lo que durante siglos intentaron hacer los alquimistas: crear metales preciosos. La primera detección de ondas gravitacionales provocadas por una colisión de estrellas de neutrones reveló el origen cósmico de estos elementos tan presentes y necesarios para nuestra vida.
La plata, el oro y el platino están en nuestras joyas y teléfonos celulares. El uranio ayuda a generar energía en la Central Nuclear de Embalse y fue el alimento de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki.
La historia inicia el 17 de agosto de 2017. Ese día las alarmas del proyecto Ligo se encendieron. Los detectores ubicados en Estados Unidos percibieron un nuevo sacudón de ondas gravitacionales.
Es la quinta detección de este experimento, cuyos principales responsables recibieron este año el Nobel de Física. Pero esta vez el hallazgo fue especial por dos motivos. La fuente de las ondas era una colisión de estrellas de neutrones y no de agujeros negros como en los anteriores anuncios.
Segundo motivo: a diferencia de los agujeros negros, las estrellas de neutrones pueden verse con telescopios. Se trata del primer avistamiento cósmico con imagen (telescopios ópticos y otros) y sonido (detectores de ondas gravitacionales). La astronomía pasó del cine mudo al sonoro.
El Observatorio Astronómico de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) fue uno de los 70 observatorios participantes de este hallazgo, cuyos primeros resultados se publicaron ayer en la revista Physical Review Letters. El artículo está firmado por 3.500 astrónomos: más de un cuarto de todos los investigadores que hay en el mundo en esta disciplina.
Las ondas gravitacionales no se parecen en nada al resto de las ondas que conocemos, como las sonoras o las del espectro electromagnético (luz visible, infrarroja, ultravioleta, rayos X, gamma y microondas).
Hace más de un siglo Albert Einstein definió la gravedad como perturbaciones en la matriz del espacio-tiempo. Esta matriz es como un papel cuadriculado. Cuando dos cuerpos se atraen no lo hacen por una fuerza, sino porque distorsionan esta matriz. Doblan la hoja.
Cuando esto ocurre entre dos cuerpos masivos como agujeros negros o estrellas de neutrones, estas distorsiones perturban tanto la matriz que se producen ondas, como las detectadas por Ligo y su par europeo Virgo, el 17 de agosto pasado.
Dos segundos después el telescopio Fermi (Nasa) percibió ráfaga de rayos Gamma. Casi 11 horas después una explosión de luz fue observada por los primeros telescopios ópticos. El Observatorio de Bosque Alegre de la UNC realizó la detección 48 horas después, cuando la explosión ya se había atenuado. “Nos agarró de improviso. Fue como un parto. La primera observación buena la hicimos con un telescopio en Chile porque aquí estaba nublado. La segunda noche se despejó y pudimos completar la observación desde Bosque Alegre”, explica Diego García Lambas, responsable del proyecto Toros y director del Instituto de Astronomía Física y Experimental de la UNC.
El evento ocurrió a 130 millones de años luz de la Tierra (un año luz equivale a 9,5 billones de kilómetros). Y como observar el universo es mirar el pasado, la colisión de estas estrellas de neutrones sucedió cuando los dinosaurios eran los dueños de la Tierra.
“Para los astrónomos eso es cerca. Las teorías decían que podían ser fenómenos muy raros de hasta uno cada mil años y más allá de los 150 millones de años luz. Quizás nunca volvamos a tener un evento como este. Ha sido una hermosa casualidad”, asegura Lambas.
Estrellas pesadísimas
Mario Díaz, físico egresado de la UNC e investigador en la Universidad de Texas, también participó de la detección. Explica que las estrellas nacen, viven y mueren. En su final la gravedad es lo único que persiste y define su destino, puede ser una enana blanca, el final esperado para nuestro Sol o un agujero negro en astros más masivos.
“Pero cuando una estrella es ligeramente más masiva que el Sol, el resultado es una estrella tan pesada como uno o dos soles pero compactada en el volumen que ocupa una ciudad. Eso es una estrella de neutrones”, explica Díaz.
La frase es más que conocida: “Somos polvo de estrellas”. El carbono que forma nuestras células, el nitrógeno de nuestras proteínas y el oxígeno y el hierro que circulan en nuestra sangre se formaron duran el estallido de alguna estrella, conocido como supernova.
Pero una supernova no es una maquinaria lo suficientemente poderosa como para hacer alquimia cósmica. Generar metales más pesados y “preciosos” como el oro, platino, uranio y otros requiere de una fragua más potente.
La hipótesis de que esa fragua podía ser una colisión de estrellas de neutrones fue confirmada con esta detección. En la luz proyectada, el telescopio Hubble y otros terrestres detectaron las firmas ópticas de estos metales. “Por este hallazgo y otros que vendrán de analizar los datos te das cuenta de que es una detección histórica”, reflexiona García Lambas.