Los astrónomos suelen dividir las estrellas, ya sean ordinarias, de neutrones o incluso agujeros negros, en clasificaciones. Éstas vienen dadas por diversos factores de su estructura o de cómo las vemos. Puede ser su masa, su luminosidad, su color o su temperatura, por ejemplo. Normalmente, por cierto, todas estas cuestiones están relacionadas entre sí. Por ejemplo, durante la mayor parte de la vida de unaAdemás, en relación con el color, éste también está estrechamente relacionado con la temperatura.

Sin embargo, otra cuestión muy importante para el estudio de las estrellas es su composición química. No sólo porque las estrellas son como grandes bolas de gas (o plasmas), formadas a partir de nubes cósmicas, es decir, ya están formadas con una determinada herencia química procedente de esas nubes. Sino también, y esto es lo principal, porque son los grandes motores de la formación de elementos químicos en el universo. Y esto incluyeEsto incluye también las distintas etapas de la vida de las estrellas, como las supernovas, o incluso los fenómenos en etapas extremas de la evolución estelar, por ejemplo las estrellas de neutrones. Todo esto ocurre por procesos de formación de átomos a través de átomos de otros elementos químicos, proceso que llamamos nucleosíntesis.

Calderos celestiales

La historia de la nucleosíntesis está ligada a la historia de la física moderna y, más concretamente, de la física nuclear. Becquerel, Marie Curie y su compañero Pierre, en la primera década del siglo XX, descubrieron el fenómeno de la radiactividad. Poco después, Rutherford, Geiger y Marsden comunicaron los resultados que demostraban la existencia del núcleo atómico. Paralelamente, AlbertEinstein formuló la idea de la equivalencia entre masa y energía. El concepto, además de ser crucial para la física nuclear, se convirtió en uno de los más populares de la ciencia. Su símbolo principal es quizá la ecuación más conocida, E=mc2.

En las décadas siguientes a los trabajos fundacionales de la física nuclear, nombres como Eddington, Bethe y Fred Hoyle pensaban en cómo se formarían los elementos químicos en el universo. Más concretamente, en los procesos de fusión nuclear que serían la clave para entender estos procesos. Hoyle incluso estuvo presente en la autoría del famoso trabajo conocido como B2FH, de Burbidge deLa obra resumía los esfuerzos de la época en lo que se convirtió en astrofísica nuclear, es decir, el estudio de los procesos de formación de elementos químicos en el universo mediante la física nuclear.

Imagen: Brasil Escola

Así pues, hoy sabemos que el brillo de las estrellas se explica por la combustión de núcleos de hidrógeno en helio. Y así se continúa con la combustión de elementos más ligeros en elementos sucesivamente más pesados. Sin embargo, para los núcleos más pesados que el hierro, la fusión ya no es ventajosa en términos de energía. Aquí es donde entra en juego una cuestión aún no del todo cerrada en la astrofísica nuclear: ¿dónde están losLa respuesta está en acontecimientos ya muy discutidos, como las supernovas, pero también en las sorprendentes colisiones de las estrellas de neutrones.

Estrellas de neutrones que chocan

Las estrellas de neutrones son el resultado del colapso de una estrella muy masiva al final de su evolución. Estos extraños objetos son bastante pequeños en comparación con otros cuerpos estelares. Su tamaño es más parecido al de una ciudad que al de una estrella ordinaria. Sin embargo, si su tamaño es a escala terrestre, su masa sigue siendo a escala estelar. En otras palabras, son muy densas. Y, como sunombre, muy rico en neutrones.

Esta característica, es decir, la riqueza en neutrones, es fundamental para el llamado proceso r. La mitad de los elementos pesados se crean mediante este proceso, que indica la captura rápida de neutrones por parte de los núcleos. Y se sabe que ocurre en las explosiones de supernovas y en las colisiones entre objetos colapsados, como las estrellas de neutrones. De hecho, según un estudio reciente publicado en la revista Astrophysical Journal Letters,Esto se debe a que, como también se ha registrado una colisión entre una estrella de neutrones y un agujero negro, existía esta duda entre los científicos sobre qué colisión era más importante para la formación de los elementos.

A continuación, los astrofísicos llevaron a cabo simulaciones de diferentes escenarios. Se modificaron parámetros como la masa y la velocidad de rotación de los objetos. Con los resultados, calcularon entonces la masa expulsada en todas estas colisiones. En la mayoría de los casos, las colisiones entre agujeros negros y estrellas de neutrones produjeron menos elementos pesados que entre estrellas de neutrones solas. A pesar del interesanteSin embargo, aún queda trabajo por hacer. Al fin y al cabo, los hallazgos también deben compararse con la producción de supernovas. No obstante, es fascinante ver cómo una colisión entre objetos tan excéntricos puede ser tan fundamental para la existencia del universo tal y como lo conocemos.