\u00bfSer\u00e1 que la existencia humana depende de las ondas gravitacionales? Algunos elementos clave de nuestra composici\u00f3n biol\u00f3gica pueden provenir de eventos astrof\u00edsicos que ocurren porque existen ondas gravitacionales, sugiere un equipo de investigaci\u00f3n encabezado por John R. Ellis del Kings College de Londres.<\/p>\n\n\n\n
En particular, el yodo y el bromo se encuentran en la Tierra gracias a un proceso nuclear particular que ocurre cuando las estrellas de neutrones chocan. A su vez, los pares de estrellas de neutrones en \u00f3rbita se inspiran y chocan debido a sus emisiones de energ\u00eda en forma de ondas gravitacionales. Por tanto, puede haber un camino directo desde la existencia de ondas gravitacionales a la existencia de mam\u00edferos.<\/p>\n\n\n\n
Los seres humanos estamos compuestos principalmente de hidr\u00f3geno, carbono y ox\u00edgeno, con muchos oligoelementos adicionales (hay 20 elementos esenciales para la vida humana). Aquellos con un n\u00famero at\u00f3mico inferior a 35 se producen en supernovas, implosiones de estrellas que han agotado su combustible nuclear y colapsaron hacia adentro. El colapso resulta en una explosi\u00f3n que arroja sus \u00e1tomos por todo el universo. Pero dos elementos se obtienen por otros medios: el yodo, necesario en hormonas clave producidas por la tiroides, y el bromo, utilizado para crear estructuras de col\u00e1geno en el desarrollo y la arquitectura de los tejidos.<\/p>\n\n\n\n
El torio y el uranio han sido indirectamente importantes para la vida humana, ya que sus desintegraciones radiactivas en el interior de la Tierra calientan la litosfera y permiten la actividad tect\u00f3nica. El movimiento de las placas tect\u00f3nicas elimina y sumerge el carbono de la corteza del planeta, que a su vez se elimina de la atm\u00f3sfera a trav\u00e9s del agua que reacciona con el di\u00f3xido de carbono y los silicatos, evitando la posibilidad de un efecto invernadero descontrolado como ha ocurrido en Venus.<\/p>\n\n\n\n
Aproximadamente la mitad de los \u00e1tomos elementales pesados de la Tierra (m\u00e1s pesados que el hierro) se producen mediante lo que se conoce como el “proceso r”, el r\u00e1pido proceso de captura de neutrones. El proceso r ocurre cuando un n\u00facleo at\u00f3mico pesado captura una sucesi\u00f3n de neutrones libres antes de que el n\u00facleo haya tenido la oportunidad de desintegrarse (generalmente mediante desintegraci\u00f3n beta).<\/p>\n\n\n\n
Con una densidad suficientemente alta de neutrones libres, calculada en aproximadamente 1024 por cent\u00edmetro c\u00fabico, y a altas temperaturas, alrededor de mil millones de K, se absorben neutrones y se sintetizan is\u00f3topos m\u00e1s pesados de un elemento. Ellis y sus colegas calculan que el proceso r ha proporcionado el 96% de la abundancia de 127I en la Tierra, un is\u00f3topo esencial para la vida humana, y la mayor parte de la abundancia de bromo y gadolinio en la corteza terrestre, m\u00e1s todo el uranio y el torio y una fracci\u00f3n del molibdeno y cadmio.<\/p>\n\n\n\n
\u00bfD\u00f3nde ocurre el proceso r? Una posibilidad es el material expulsado durante el rebote de una supernova con colapso del n\u00facleo, las explosiones de estrellas cerca del final de su vida termonuclear. Pero existe una incertidumbre de larga data en la f\u00edsica detallada de este proceso.<\/p>\n\n\n\n
Un fen\u00f3meno en el que ocurre el proceso r es la fusi\u00f3n de dos estrellas de neutrones, llamada kilonova. Estas fusiones son causadas directamente por ondas gravitacionales.<\/p>\n\n\n\n
A medida que el par binario gira uno hacia el otro durante cientos de millones de a\u00f1os, irradian una enorme cantidad de energ\u00eda en forma de ondas gravitacionales cerca del final. De hecho, fue precisamente un evento de este tipo el que produjo el evento de ondas gravitacionales GW170817 detectado en 2017 en los observatorios de ondas gravitacionales LIGO y Virga en los Estados Unidos. La cantidad de energ\u00eda puede ser enorme: billones de billones de vatios en los \u00faltimos milisegundos.<\/p>\n\n\n\n
Los estallidos de kilonovas son sitios importantes del proceso r, ya que las estrellas de neutrones est\u00e1n formadas casi en su totalidad por neutrones. Adem\u00e1s de los observatorios de ondas gravitacionales, otros detectores detectaron GW170817 en el espectro electromagn\u00e9tico y encontraron evidencia espectrosc\u00f3pica del material creado y arrojado por la fusi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
El art\u00edculo concluye que el yodo esencial para la vida humana fue “probablemente producido por el proceso r en las colisiones de estrellas de neutrones que fueron inducidas por las emisiones de ondas gravitacionales, as\u00ed como por otros elementos pesados esenciales”. El grupo sugiere buscar 129I en el regolito lunar, que no est\u00e1 contaminado por fuentes artificiales.<\/p>\n\n\n\n
“Las colisiones de estrellas de neutrones ocurren porque los sistemas binarios pierden energ\u00eda al emitir ondas gravitacionales”, dijo Ellis, “por lo que estos fen\u00f3menos f\u00edsicos fundamentales pueden haber hecho posible la vida humana”.<\/p>\n\n\n\n
Su art\u00edculo, “\u00bfLe debemos nuestra existencia a las ondas gravitacionales?”, est\u00e1 disponible en el servidor de preimpresi\u00f3n arXiv<\/a>.<\/p>\n\n\n\n