¿Por qué la Tierra contiene tanto polvo de estrellas gigantes rojas?

Un nuevo estudio determina que esa clase de polvo estelar abundaba entre el «material de construcción» del Sistema Solar

12/12/2019 a las 20:56h.

Hace unos 4.500 millones de años, una nube molecular de polvo y gas colapsó sobre sí misma. En su centro nació una estrella, nuestro Sol, y el material sobrante se fue acumulando alrededor de esa nueva estrella, formando un disco de gas y polvo del que más tarde surgirían también la Tierra y los demás planetas.

Pero en aquel material interestelar primigenio había algo muy especial, unos exóticos granos de polvo que Maria Schönbächler, profesora del Instituto de Geoquímica y Petrología de ETH Zurich describe como « polvo de estrellas que se había formado alrededor de otros soles ». Esos diminutos granos solo eran una pequeña parte de la masa total de polvo, y estaban repartidos de forma desigual a lo largo de todo el disco. Según Schönbächler, coautora de un estudio recién publicado en Nature Astronomy , «ese polvo de estrellas era como la sal y la pimienta». Y a medida que los planetas se fueron formando, cada uno de ellos absorbió su propia cantidad de ese «condimento».

Una huella digital de isótopos

Gracias a unas técnicas de medición extraordinariamente precisas, los científicos pueden hoy en día detectar ese polvo de otras estrellas que estaba mezclado con el material de la nube de la que nació nuestro sistema solar. Para ello examinan con cuidado cada elemento químico presente y miden la abundancia de diferentes isótopos (los diferentes «sabores» atómicos de un elemento dado, con el mismo número de protones en sus núcleos atómicos pero con diferente número de neutrones). «Las proporciones variables de estos isótopos -explica Schönbächler- actúan como una huella digital. El polvo de estrellas posee unas huellas extremadamente únicas, y debido a que se extendió de forma desigual a lo largo de todo el disco protoplanetrio, cada planeta y cada asteroide obtuvieron su propia huella digital al formarse ».

Durante los últimos diez años, los investigadores que estudian rocas de la Tierra y meteoritos han podido demostrar estas llamadas « anomalías isotópicas » en un número cada vez mayor de elementos. Schönbächler y su grupo han estado observando meteoritos que originalmente formaban parte de núcleos de asteroides que fueron destruidos hace mucho tiempo, y decidieron centrarse en un elemento concreto, el paladio.

La sorpresa del paladio

Otros equipos ya habían investigado elementos vecinos en la tabla periódica, como el molibdeno y el rutenio, de modo que Schönbächler y sus colegas se veían capaces de predecir lo que mostrarían sus resultados con paladio. Pero ahí llegó la sorpresa, porque sus medidas de laboratorio no coincidieron con lo previsto. «Los meteoritos –dice por su parte Mattias Ek, primer firmante del artículo– contenían muchos menos isótopos de paladio de lo esperado».

En su artículo, los investigadores informan de un nuevo método especialmente ideado para explicar esos extraños resultados. Y argumentan que el polvo de estrellas presente en los albores del Sistema Solar consistía, fundamentalmente, en material producido por estrellas de un tipo muy concreto: gigantes rojas . Se trata de estrellas ya muy maduras, que se expanden extrordinatiamente porque han agotado el combustible de su núcleo. Algún día, dentro de cuatro o cinco mil millones de años, también el Sol seguirá el mismo camino .

En esas estrellas, los elementos más pesados, como el molibdeno y el paladio, fueron producidos por lo que se conoce como «proceso lento de captura de neutrones». «El paladio –explica Ek– es ligeramente más volátil que el resto de los elementos medidos. Como resultado, una menor cantidad de este elemento se condensó en forma de polvo alrededor de estas estrellas, y por eso hay menos paladio en el polvo de estrellas que en los meteoritos».

Material procedente de supernovas

Pero los investigadores de ETH tienen una explicación plausible para otro rompecabezas que también tiene que ver con el polvo de estrellas: Y es que en la Tierra existe una mayor cantidad de material procedente de gigantes rojas que en otros planetas como Marte o en asteroides como Vesta. Y eso, según los investigadores, es porque las regiones exteriores del Sistema Solar acumulan material procedente de explosiones de supernovas.

«Cuando se formaron los planetas –explica Schönbächler– en las cercanías del Sol las temperaturas eran muy altas. Y eso causó la evaporación de los granos de polvo más inestables, como aquellos que tenían una corteza helada. La nube interestelar contenía mucho de ese tipo de polvo, que se destruyó en las cercanías del Sol, mientras que el polvo surgido de las gigantes rojas era más resistente y no tan propenso a la destrucción, por lo que se concentró allí. Resulta concebible que el polvo que se origina en las explosiones de supernovas también se evapore más fácilmente, ya que es algo más pequeño. Esto nos permite explicar por qué la Tierra es mucho más rica en polvo de estrellas gigantes rojas que otros cuerpos del Sistema Solar».