Ecología y Contaminación

¿De dónde proviene el polvo de estrellas que hay en la Antártida?

2019-08-20

Y cada residuo minúsculo tiene una historia que contar. Hace poco los científicos...

Por Katherine Kornei | The New York Times

La Tierra recibe polvo extraterrestre de manera continua. Cada año, decenas de miles de toneladas de restos, sobre todo de asteroides y cometas, se asientan sobre el planeta. Somos el hombro donde cae la caspa del universo.

Y cada residuo minúsculo tiene una historia que contar. Hace poco los científicos analizaron el polvo de nieve en la Antártida y encontraron un exceso de hierro radiactivo. Después de descartar que fuera contaminación de pruebas de armas nucleares o fuentes similares, el equipo concluyó que el hierro fue producto de supernovas, las explosiones estelares que tienen una masa mayor a la del Sol.

El descubrimiento sugiere que los estallidos en el espacio podrían haber sacudido a la Tierra y al resto de nuestro sistema solar en un pasado no tan lejano. Los resultados fueron publicados el 12 de agosto en la revista Physical Review Letters.

Los cazadores de meteoritos se sienten atraídos por la Antártida porque las rocas espaciales, que son oscuras, se destacan contra la nieve. Dominik Koll, candidato al doctorado en física nuclear de la Universidad Nacional de Australia en Canberra, aprecia la Antártida por otras razones: su ubicación remota y clima desértico aseguran que cualquier polvo extraterrestre que caiga del cielo permanezca relativamente libre de la contaminación y sin diluir.

En 2015, un colega de Koll recolectó aproximadamente 500 kilos de nieve cerca de la Estación Kohnen en la Antártida. La nieve, que había caído en los últimos 20 años, fue enviada a Alemania, donde la derritieron y filtraron. Luego, con un espectrómetro de masas extremadamente sensible, Koll y sus colaboradores identificaron sus compuestos.

Los investigadores estaban buscando una variedad rara e inestable de hierro que contenía 26 protones y 34 neutrones. Este isótopo radiactivo, llamado hierro-60, es producido por las supernovas.

Pensemos en estos isótopos como si fueran moscas efímeras o plátanos verdes, dijo Brian Fields, astrofísico de la Universidad de Illinois que no participó en el estudio. “Son fenómenos de corta duración”. Y son considerados como una señal reveladora de que sucedieron recientemente y cerca.

El hierro-60 se ha encontrado en la corteza oceánica de la Tierra que tiene millones de años y en la superficie de la luna, lo que indica que el isótopo circuló a través del sistema solar hace mucho tiempo. Pero el hierro-60 de las supernovas nunca se ha encontrado en material geológicamente joven; su descubrimiento en la nieve relativamente fresca sugeriría que sigue llegando al planeta.

Koll y sus colegas detectaron cinco isótopos de hierro-60 en los sólidos filtrados. Estos isótopos son mucho más escurridizos que cualquier aguja en un pajar: los científicos tuvieron que examinar más de 9 mil billones de otros isótopos de hierro, la mayoría de ellos de hierro-56. “Solo hay dos instalaciones en el mundo que tienen esa sensibilidad”, dijo Koll refiriéndose al espectómetro.

Pero aún no había un motivo de celebración. El hierro-60 a veces es creado por procesos que no son supernovas: colisiones entre motas de polvo y rayos cósmicos de alta energía, pruebas de armas nucleares, reprocesamiento de combustible nuclear y accidentes nucleares.

Entonces, Koll y sus colaboradores hicieron una investigación cósmica. Analizaron el manganeso-53, otro isótopo producido cuando los rayos cósmicos chocan contra las partículas de polvo. La proporción de hierro-60 a manganeso-53 en meteoritos ricos en polvo es una cifra conocida, y es aproximadamente 160 veces menor que la proporción que los investigadores registraron en la nieve antártica. Los rayos cósmicos no fueron los culpables. “Eso significaba que había algo más”, dijo Koll.

Su equipo también descartó que se debiera a fuentes humanas. Las consecuencias de las pruebas nucleares, que comenzaron a mediados del siglo XX, son insignificantes en la Antártida, concluyeron Koll y sus colegas. Las instalaciones de reprocesamiento nuclear se encuentran en el hemisferio norte y no dejan muchos rastros tan al sur. Y los principales accidentes nucleares, como el de Fukushima, Japón, en 2011, no han liberado cantidades significativas de hierro-60, concluyeron los investigadores.

Eso dejó como las causantes de la presencia del isótopo a una o más supernovas, quizás las mismas que cubrieron a la Tierra y la Luna con hierro-60 hace millones de años. “Nuestros datos indican que todavía hay hierro-60 alrededor de nuestro sistema solar”, dijo Koll.

El siguiente paso en la investigación es buscar hierro-60 en hielo que sea más viejo que la nieve pero más joven que la corteza oceánica, dijo Koll. Eso ayudaría a determinar si la llovizna de desechos de supernova ha sido continua en el pasado reciente.

De ser así, el hierro-60 podría haber sido expulsado directamente al sistema solar por una explosión estelar. De lo contrario, la región del espacio por la que está pasando actualmente el sistema solar podría ser la fuente del hierro-60.

Cualquiera de esos escenarios proporcionaría información útil sobre la dinámica de las explosiones de supernovas. “Ambos serían hallazgos espectaculares”, dijo Koll.
 



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