Hace casi 13,7 mil millones de años, el universo estaba compuesto solamente de hidrógeno, helio y algunas trazas de litio, subproductos del Big Bang.
Unos 300 millones de años más tarde, nacieron las primeras estrellas, creando elementos químicos adicionales por todo el universo.
Desde entonces, las gigantes explosiones estelares, o supernovas, han dado lugar a carbono, oxígeno, hierro y el resto de los 94 elementos naturales
de la tabla periódica.
Hoy en día, las estrellas y los cuerpos planetarios guardan huellas de estos elementos, después de haberse formado a partir del gas enriquecido de estas supernovas a lo largo del tiempo.
Durante los últimos 50 años, los científicos han estado analizando estrellas
de diferentes edades, buscando trazar la evolución de los elementos químicos en el universo, y para identificar los fenómenos astrofísicos que los crearon.
Ahora, un equipo de investigadores de instituciones como el MIT ha detectado por primera vez el elemento telurio en tres antiguas estrellas.
Los investigadores han encontrado rastros de este elemento frágil, semiconductor y muy raro en la Tierra, en las estrellas que se acercan
a los 12 mil millones de años.
El hallazgo apoya la teoría de que el telurio, junto con elementos aún más pesados de la tabla periódica, probablemente se originaron a partir de una variedad muy rara de supernova en rápido proceso de fusión nuclear.
Los investigadores publicaron sus resultados en la revista Astrophysical Journal Letters.
"Queremos entender la evolución de telurio, y por extensión, de cualquier otro elemento, desde el Big Bang hasta la actualidad", señala Anna Frebel, profesora asistente de astrofísica en el MIT, y co-autora del artículo.
"Aquí en la Tierra, todo está hecho de carbono y otros elementos, y queremos entender cómo se produjo el teluro en la Tierra."
Un raro elemento en el halo de la Vía Láctea
El equipo analizaba la composición química de tres estrellas brillantes ubicadas a unos pocos miles de años luz de distancia, "en el halo de la Vía Láctea", contaba Frebel.
Los investigadores estaban analizando los datos obtenidos con el espectrógrafo del telescopio espacial Hubble, un instrumento que divide la luz de una estrella en un espectro de longitudes de onda.
Si un elemento está presente en una estrella, los átomos de ese elemento absorben la luz estelar en longitudes de onda específicas, los científicos pueden observar esta absorción, como un descenso en los datos espectrográficos.
Frebel y sus colegas, detectaron estas caídas en la región ultravioleta del espectro, en una longitud de onda que corresponde con la absorción de luz natural del teluro, dejándonos la evidencia de la existencia de este raro elemento en el espacio, y que fue creado probablemente hace más de
12 mil millones de años, cuando las tres estrellas se formaron.
Los investigadores también compararon la abundancia de telurio a la de otros elementos pesados, como el bario y el estroncio, comprobando que la relación de elementos era la misma en cada de las tres estrellas.
Frebel dice que contrastó las relaciones apoyándose eb la teoría de la síntesis química de elementos, a saber, que un raro tipo de supernova puede haber creado los elementos más pesados de la parte baja de la tabla periódica, como es el telurio.
Una supernova nada ordinaria
De acuerdo con las predicciones teóricas, los elementos más pesados que el hierro pueden haberse formado parte del colapso del núcleo de una supernova, cuando los núcleos atómicos colisionan con gigantescas cantidades de neutrones en un proceso de fusión nuclear.
Durante 50 años, los astrónomos y los físicos nucleares han modelado este rápido proceso, denominado proceso-r, con el fin de desentrañar la historia cósmica de los elementos.
El equipo encontró que, las proporciones de elementos pesados observados
en las tres estrellas se ajustan a las relaciones predichas por los modelos teóricos.
Los hallazgos, dice, confirman la teoría de que los elementos más pesados probablemente se formaron a partir de una rara y extremadamente rápida supernova.
"Podemos ver que el hierro y el níquel se fabrican en cualquier supernova ordinaria, en cualquier parte del universo", explica Frebel.
"Pero estos elementos pesados parece que sólo se hacen en las determinadas supernovas.
Al sumar más elementos a estos patrones elementales observados nos permite entender las condiciones astrofísicas y ambientales requeridas para que funcione este proceso."
Jennifer Johnson, profesora adjunta de astronomía en la Universidad Estatal de Ohio, apunta que el teluro ha sido un elemento "difícil" de detectar, ya que absorbe la luz ultravioleta del espectro, algo imposible de detectar por los telescopios terrestres.
Los hallazgos del equipo, dice, son un primer paso para poder identificar algunos de los elementos más esquivos del universo.
"Si nos fijamos en la tabla periódica, el telurio está justo en medio de estos elementos, tan difíciles de medir", añade Johnson.
Si queremos entender cómo funciona el proceso-r en el universo, necesitamos realmente poder medir esta parte de la tabla periódica.
Si la detección de este elemento tiene algo bueno es que nos adentra en ese mar de lo desconocido."
Frebel continúa la búsqueda de elementos pesados en el espacio, por ejemplo, el selenio, similar al telurio, que aún no se ha detectado en el universo.
El estaño, también es un elemento difícil de detectar, así como muchos otros elementos a lo largo de la misma fila del telurio en la tabla periódica.
"Todavía quedan unos cuantos agujeros", dice Frebel.
"De vez en cuando, podemos añadir un elemento, y así otro punto de datos que nos va facilitando el trabajo."
- Referencia: MIT.news.edu, 17 febrero 2012, por Jennifer Chu
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