Descubren el origen del litio en una explosión estelar

Científicos japoneses han descubierto litio en una nova (explosión de una estrella), lo que ha confirmado la teoría que predijeron hace dos décadas investigadores del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC) de Barcelona.

El descubrimiento, hecho por científicos del Observatorio Astronómico Nacional de Japón, y la confirmación de la teoría de los científicos de Barcelona se publican en la revista “Nature”.

Se trata de la primera vez que se detecta berilio radiactivo, que se transforma en litio, en una explosión de nova, lo que, según los investigadores, es crucial para entender la evolución del contenido de litio de la Vía Láctea.

Estas observaciones han permitido resolver en parte el enigma del origen del litio, aunque en la década de los noventa, la investigadora del ICE Margarita Hernanz y algunos de sus colegas desarrollaron modelos detallados de la producción de litio en novas.

Hernanz, que publica en “Nature” un artículo sobre los nuevos hallazgos que validan su teoría, ha explicado que “el litio es el elemento químico más ligero después del hidrógeno y el helio y el elemento sólido más ligero y menos denso en condiciones normales ya que el hidrógeno y el helio son gases”.

El litio, fundamental en la vida cotidiana

El litio juega un papel importante en la vida cotidiana, tanto a nivel tecnológico, como materia prima de baterías de móvil y otros dispositivos, como en nuestro organismo.

Los científicos ya predijeron en la década de los cincuenta que casi todos los elementos químicos se originan en las estrellas, donde se generan por reacciones nucleares, que empiezan por la fusión del hidrógeno en helio.

Los elementos producidos en las estrellas son expulsados al medio interestelar -del que surgen nuevas estrellas- sea por vientos estelares o por explosiones estelares de supernovas y novas.

“Estamos hechos de polvo de estrella, pero algunos elementos, llamados elemento ligeros, como el litio, el berilio y el boro, tienen mecanismos de formación diferentes”, ha explicado Hernanz, que trabaja en el ICE, instalado en el campus de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) en Cerdanyola del Vallés (Barcelona).

Imagen de la nova V339 Del (Nova Delphini 2013) en la que se ha detectado el litio. La imagen corresponde a una de las primeras observaciones de la nova, realizada por Ernesto Guido y Nick Howes. Imagen publicada en Starship Asterisk. Copyright: John Chumack

Imagen de la nova V339 Del (Nova Delphini 2013) en la que se ha detectado el litio. La imagen corresponde a una de las primeras observaciones de la nova, realizada por Ernesto Guido y Nick Howes. Imagen publicada en Starship Asterisk. Copyright: John Chumack

El origen del litio y su evolución desde el nacimiento del universo es un problema antiguo y un reto para los científicos, que saben que una fracción del litio se produjo durante el Bing Bang, hace unos 13,5 miles de millones de años.

Otro mecanismo de producción del litio son las reacciones nucleares inducidas por rayos cósmicos en el medio interestelar.

Pero, según Hernanz, está también la contribución de las estrellas, para entender la evolución del contenido de litio en la Vía Láctea, especialmente su incremento después de la formación del Sistema Solar, hace 4,5 miles de millones de años.

Los científicos creen que estrellas viejas de poca masa, como algunas gigantes rojas, y las explosiones de nuevas, pueden ser fábricas de litio.

Hasta ahora, el litio se había detectado en varias estrellas gigantes, pero nunca en novas, que son explosiones estelares que se producen en la zona externa de las estrellas que están en la fase final de su vida tras agotar todo su combustible nuclear.

Enanas blancas

Las enanas blancas tienen masas similares a la del Sol, con tamaños como la Tierra, lo que significa que su densidad es enorme.

Si están aisladas, su destino es apagarse hasta desaparecer, pero cuando tienen una estrella compañera cercana, pueden atraer material rico en hidrógeno de su estrella compañera.

Esta materia se acumula hasta formar una capa densa donde se produce la ignición del hidrógeno y se produce una erupción termonuclear -similar a una bomba de hidrógeno- que provoca una expansión rápida y la expulsión de materia, además de un gran aumento del brillo.

“La fusión del helio forma berilio, un núcleo radiactivo con una vida media de 53 días que se transforma en litio”, ha dicho Hernanz, quien, junto con los investigadores José (UPC-IEEC), Isern (CSIC-IEEC) y Coc (CSNSM-IN2P3, Francia), publicó en 1996 el primer cálculo detallado de la síntesis del litio en novas, en la revista “Astrophysical Journal Letters”.

Tras el descubrimiento de los científicos japoneses, que ha proporcionado la primera evidencia observacional de la síntesis de litio en novas, Hernanz ha concluido que “la cantidad de berilio y litio observado es similar o mayor a la prevista, lo que podría significar que las novas juegan un papel más importante de lo que se creía como fuentes del litio galáctico”. EFE

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