Astrónomos han sido testigos de una colisión monumental entre dos estrellas de neutrones que, además de dar lugar al agujero negro más pequeño jamás registrado, produjo elementos como oro, plata y uranio. Esta colisión, ocurrida a 130 millones de años luz de distancia en la galaxia NGC 4993, fue capturada mediante diversos instrumentos, incluido el telescopio espacial Hubble, y permitirá explorar la “historia completa” de este tipo de fusiones estelares, revelando pistas sobre el origen de elementos más pesados que el hierro.
El choque y fusión de estrellas de neutrones genera una explosión de luz conocida como “kilonova”, un destello tan brillante como cientos de millones de soles. Los científicos del Cosmic DAWN Center del Instituto Niels Bohr observaron esta kilonova para entender mejor el proceso de creación de átomos y la temperatura de la materia en estas explosiones. Uno de los investigadores, Rasmus Damgaard, destacó que han logrado captar el momento en que núcleos atómicos y electrones se fusionan en el resplandor de la explosión, ofreciendo una visión inédita del nacimiento de los átomos.
Las estrellas de neutrones se forman cuando estrellas con masas al menos ocho veces superiores a la del Sol agotan su combustible, desencadenando una explosión de supernova que expulsa sus capas externas y deja un núcleo denso. Este núcleo, comprimido en un diámetro de unos 20 kilómetros, es tan denso que una pequeña cantidad de su materia pesaría mil millones de toneladas en la Tierra, resultado de la fusión entre protones y electrones que crea una masa casi exclusivamente de neutrones.
En algunos sistemas binarios, dos estrellas de neutrones pueden sobrevivir juntas tras la explosión inicial, orbitándose mutuamente en un proceso que genera ondas gravitacionales. Estas ondas disipan energía y hacen que las estrellas se acerquen, culminando en una colisión. Esta fusión genera temperaturas de miles de millones de grados, similares a las del universo tras el Big Bang, y provoca que las partículas resultantes colapsen rápidamente en un agujero negro, rodeado de una nube de plasma.
Durante la colisión, los átomos en la nube de plasma en rápido enfriamiento capturan neutrones mediante un proceso llamado r-proceso, lo que permite la formación de elementos pesados y estables como el oro, la plata y el uranio. Este equipo de científicos pudo observar la «post-luz» de los elementos como el estroncio y el itrio en formación, lo que confirma que otros elementos pesados también se crean en estos eventos cósmicos.
Según el investigador Kasper Heintz, la rapidez con que se expandió esta explosión cósmica permitió observar detalles que ocurren en fracciones de segundo y en diferentes momentos de la explosión. Gracias a una red global de telescopios que incluye al Hubble y telescopios en Australia y Sudáfrica, los científicos han seguido el desarrollo detallado de la kilonova.
