Durante más de medio siglo, diminutos tubos de polvo lunar gris recogidos por los astronautas del programa Apolo han permanecido almacenados en las bóvedas de la NASA. Han sido examinados, cortados y analizados para revelar el pasado geológico de la Luna. Pero ahora, un nuevo estudio sugiere que estas polvorientas reliquias —y las que la NASA planea traer de vuelta a través del programa Artemis— contienen algo mucho más extraordinario: un registro cronológico de estrellas que explotan desde hace casi 100 millones de años. En un artículo publicado en Physical Review Letters, un equipo internacional presentó un modelo matemático capaz de descifrar las capas de suelo desordenadas de la Luna y convertirlas en un archivo cósmico de supernovas cercanas.
“Los depósitos de aguas profundas en la Tierra conservan restos interestelares, pero sólo de hace unos 10 millones de años”, afirmó Emily Costello, investigadora científica del Instituto de Geofísica y Planetología de Hawái, perteneciente a la Facultad de Ciencias Oceánicas y Terrestres y Tecnología de la Universidad de Hawái en Mānoa. “Sin embargo, el regolito lunar actúa como un archivo cósmico a largo plazo que puede preservar una historia que abarca entre 80 y 100 millones de años o incluso más”.
Eso es casi diez veces más largo que cualquier récord comparable en nuestro planeta. Y ha permanecido ahí, en silencio, todo este tiempo.
Por qué la Luna es mejor bibliotecaria que la Tierra
Cuando una estrella masiva llega al final de su vida, explota en una supernova, lanzando isótopos radiactivos recién formados a través del espacio interestelar a velocidades vertiginosas. Si una de esas explosiones ocurre lo suficientemente cerca —a unos cientos de años luz de distancia—, parte de esos restos acaban cayendo sobre la superficie de los planetas.
Ya sabemos que esto ha ocurrido. Los científicos han detectado dos pulsos distintos de hierro-60, un isótopo radiactivo prácticamente imposible de producir en la Tierra, en sedimentos de aguas profundas que datan de hace aproximadamente 2,3 millones y 7,3 millones de años. Cada pulso indica una explosión estelar cercana.
El problema es que la Tierra no es un buen lugar para almacenar evidencia cósmica. La erosión, la tectónica de placas, las corrientes oceánicas y la actividad biológica remodelan constantemente la superficie, borrando la mayoría de los rastros con una antigüedad superior a unos 10 millones de años.
La Luna, en cambio, carece del clima de la Tierra, de agua superficial corriente y de la tectónica de placas. El material depositado allí puede sobrevivir mucho más tiempo, aunque, como descubrieron los investigadores, no permanece simplemente intacto.
Pero hay un inconveniente, y es importante. La superficie de la Luna se remueve constantemente debido a un proceso que los científicos denominan “jardinería de impacto”.
Cada día, meteoritos que van desde granos de polvo microscópicos hasta algún que otro asteroide impactan contra la Luna. Cada impacto excava suelo nuevo, redistribuye el material enterrado y sepulta otras capas a mayor profundidad. A lo largo de millones de años, esta formación de cráteres convierte la superficie lunar en lo que es, esencialmente, una baraja de cartas barajada.
Para cualquiera que espere leer un registro cronológico preciso, esto es una pesadilla. Una sola muestra de núcleo puede contener restos estelares de múltiples eras mezclados, sin una forma obvia de determinar qué partícula proviene de cuándo.
En su estudio, los científicos desarrollaron lo que denominan un “modelo estocástico unificado” de jardinería de impacto.
“Para modelar la jardinería de impacto, tenemos que equilibrar una compleja red de mecanismos físicos, que incluyen la compactación por impacto, la excavación, la desintegración radiactiva y la meteorización espacial, todos operando simultáneamente dentro de un único y elegante modelo continuo”, dijo Costello.
En pocas palabras, el modelo considera el suelo lunar como el resultado de una lucha constante: por un lado, los impactos entierran el material hacia abajo, y por otro, lo vuelven a desenterrar, mientras que los isótopos radiactivos se desintegran silenciosamente en segundo plano.
Probándolo con muestras del programa Apolo.
La verdadera prueba llegó cuando el equipo comparó las predicciones de su modelo con las mediciones reales de hierro-60 en muestras del núcleo del programa Apolo, cuyas edades se determinaron de forma independiente utilizando trazas de rayos cósmicos y otros puntos de referencia.
El resultado fue sorprendentemente bueno. El modelo reprodujo con éxito los perfiles de concentración en función de la profundidad del hierro-60 en un rango temporal que abarca más de dos órdenes de magnitud, desde aproximadamente 14 millones hasta 450 millones de años.
“Cuando compartí por primera vez los resultados de mi modelo, mis colegas se sorprendieron de la gran concordancia entre el modelo y las mediciones”, dijo Costello. “Este nivel de fidelidad entre las observaciones empíricas y un modelo físico es emocionante y extraordinario”.
Posteriormente, el equipo amplió el modelo para predecir el comportamiento de otros elementos pesados. Estos isótopos se forman en algunos de los eventos más extremos del universo, como la fusión de estrellas de neutrones o kilonovas. Comparar sus proporciones podría ayudar a los científicos a distinguir entre diferentes tipos de explosiones cósmicas.
El momento no podría ser mejor. El programa Artemis de la NASA se prepara para enviar astronautas de regreso a la Luna por primera vez desde 1972, y se espera que las futuras misiones traigan muestras de regolito más profundas y diversas que las recolectadas por el programa Apolo. El nuevo estudio sugiere que estos núcleos deberían alcanzar profundidades de aproximadamente un metro —una tarea sencilla para cualquier equipo de perforación— para obtener el registro más completo posible.
“Estas futuras muestras tomadas de la Luna, al ser consideradas junto con nuestro modelo de jardinería, podrían revelar nuevos datos sobre un capítulo desconocido de la historia de las supernovas”, dijo Costello. “Me parece maravilloso que los restos de estrellas pasadas puedan usarse para explorar la vasta historia de nuestro vecindario Tierra-Luna, si sabemos cómo interpretar el polvo estelar”.
Fuente: ZME Science.