Por primera vez, los f\u00edsicos han podido medir directamente una de las formas en que las estrellas en explosi\u00f3n forjan los elementos m\u00e1s pesados \u200b\u200bdel Universo. Al sondear un haz acelerado de iones radiactivos, un equipo dirigido por el f\u00edsico Gavin Lotay de la Universidad de Surrey en el Reino Unido observ\u00f3 el proceso de captura de protones que se cree que ocurre en supernovas de colapso del n\u00facleo. Los cient\u00edficos no solo han visto ahora c\u00f3mo sucede esto en detalle, las mediciones nos permiten comprender mejor la producci\u00f3n y la abundancia de is\u00f3topos misteriosos llamados p-n\u00facleos.<\/p>\n\n\n\n
En el nivel m\u00e1s b\u00e1sico, se puede pensar en las estrellas como las f\u00e1bricas de elementos del Universo. Hasta que las estrellas nacieron y empezaron a romper n\u00facleos en sus n\u00facleos, el Universo era una sopa de principalmente hidr\u00f3geno y helio. Esta fusi\u00f3n nuclear estelar comenz\u00f3 a infundir al cosmos elementos m\u00e1s pesados, desde el carbono hasta el hierro para las estrellas m\u00e1s masivas.<\/p>\n\n\n\n
Aqu\u00ed es donde la fusi\u00f3n del n\u00facleo tiene un inconveniente. El calor y la energ\u00eda necesarios para producir hierro a trav\u00e9s de la fusi\u00f3n exceden la energ\u00eda que genera el proceso, lo que hace que la temperatura del n\u00facleo baje, lo que a su vez hace que la estrella muera en un espectacular kaboom: la supernova.<\/p>\n\n\n\n
Aqu\u00ed es donde los f\u00edsicos creen que nacen incluso los elementos m\u00e1s pesados. La explosi\u00f3n es tan en\u00e9rgica que los \u00e1tomos, al chocar con la fuerza, pueden capturar componentes entre s\u00ed. No tiene que ser una supernova (se ha detectado la formaci\u00f3n de elementos pesados \u200b\u200ben una colisi\u00f3n entre dos estrellas de neutrones) pero el principio es el mismo. Boom colosal c\u00f3smico = energ\u00eda suficiente para forjar elementos.<\/p>\n\n\n\n
Luego est\u00e1n los p-n\u00facleos. Estos aproximadamente 30 is\u00f3topos naturales de elementos pesados \u200b\u200bconstituyen alrededor del 1% de los elementos pesados \u200b\u200bobservados en nuestro Sistema Solar, y su formaci\u00f3n es un misterio.<\/p>\n\n\n\n
Los is\u00f3topos son formas del mismo elemento que var\u00edan seg\u00fan la masa at\u00f3mica, generalmente debido a un n\u00famero variable de neutrones en el n\u00facleo, mientras que el n\u00famero de protones permanece igual. Los n\u00facleos P son is\u00f3topos que son deficientes en neutrones, pero ricos en protones, porque son tan escasos que son dif\u00edciles de observar, lo que ha resultado en algunas dificultades para determinar c\u00f3mo se forjan.<\/p>\n\n\n\n
El modelo actualmente favorecido es el proceso gamma, en el que los \u00e1tomos capturan protones sueltos durante un evento energ\u00e9tico. Dado que un elemento qu\u00edmico se define por el n\u00famero de protones, este proceso transformar\u00eda el elemento en el siguiente en la tabla peri\u00f3dica, dando como resultado un is\u00f3topo pobre en neutrones.<\/p>\n\n\n\n
Las observaciones se obtuvieron utilizando el Separador y Acelerador de Is\u00f3topos II en el Laboratorio Nacional TRIUMF en Canad\u00e1 para producir un haz de \u00e1tomos de rubidio-83 radiactivos cargados. El espectr\u00f3metro de escape con supresi\u00f3n de escape de rayos gamma TRIUMF-ISAC y el espectr\u00f3metro de masas de retroceso del analizador de masas electromagn\u00e9ticas se utilizaron para registrar y observar los procesos que tienen lugar en el haz.<\/p>\n\n\n\n
Los resultados sugirieron la producci\u00f3n del p-n\u00facleo estroncio-84, dijeron los investigadores, consistente con el proceso gamma. Descubrieron que la velocidad de reacci\u00f3n termonuclear era menor que la predicha por los modelos te\u00f3ricos, lo que result\u00f3 en una mayor producci\u00f3n de estroncio-84. Su tasa de producci\u00f3n recalculada fue consistente con las abundancias de estroncio-84 observadas en los meteoritos, dijeron los investigadores, y podr\u00eda ayudar a arrojar luz sobre otros procesos astrof\u00edsicos.<\/p>\n\n\n\n
“El acoplamiento de una matriz de rayos gamma de alta resoluci\u00f3n con un separador electrost\u00e1tico avanzado para medir las reacciones del proceso gamma representa un hito clave en la medici\u00f3n directa de los procesos astrof\u00edsicos”, dijo Lotay.<\/p>\n\n\n\n
“Se pens\u00f3 en gran medida que tales mediciones estaban fuera del alcance de las tecnolog\u00edas experimentales actuales y el \u00faltimo estudio ha abierto una gran cantidad de posibilidades para el futuro”.<\/p>\n\n\n\n