M8 Nucleosintesis y Abundancias Quimicas

Tópico

El protagonista de este modelo es el inventario químico de la galaxia a lo largo de todo el tiempo cósmico.

Los elementos más pesados se forman dentro de las estrellas y se dispersan después hacia el medio interestelar a través de los vientos estelares y de las supernovas, alimentando de ese modo, generación tras generación, ese mismo inventario químico galáctico.

La nucleosíntesis del Big Bang, ocurrida en los primeros tres minutos del universo, produjo hidrógeno, el helio más abundante —con cuatro nucleones en su núcleo— y trazas de deuterio, de un helio más liviano —con tres nucleones— y de litio pesado —con siete nucleones en su núcleo—. Las abundancias primordiales que todavía se observan en las galaxias más pobres en metales son la prueba más directa que existe del modelo del Big Bang caliente.

El proceso lento de captura neutrónica ocurre, por su parte, en las estrellas gigantes de la rama asintótica: ahí, cada captura de un neutrón sucede más lentamente que la desintegración radiactiva que le sigue, de modo que los núcleos van creciendo paso a paso hasta alcanzar elementos tan pesados como el plomo y el bismuto.

El proceso rápido de captura neutrónica, en cambio, exige densidades de neutrones extremas, y ocurre en las fusiones de estrellas de neutrones y en las supernovas de colapso más rápido, produciendo los elementos más pesados que se conocen —oro, platino, torio, uranio—, cuyo origen es, por definición, un evento catastrófico. La observación directa de una fusión de estrellas de neutrones confirmó que ese tipo de evento efectivamente produce oro y plata.

La metalicidad promedio de esa misma galaxia ha ido creciendo de forma sostenida a lo largo de trece mil millones de años, desde un valor prácticamente nulo en la primera generación de estrellas hasta el valor solar de hoy, en un ciclo lento de enriquecimiento químico que se cierra sobre sí mismo generación tras generación: cada estrella que muere devuelve al medio interestelar el material pesado que después alimentará a la siguiente generación de estrellas, y esa siguiente generación, al morir, repite el mismo aporte sobre un inventario cada vez más rico. Así, desde el inventario químico de la galaxia con el que arranca este documento hasta ese ciclo de enriquecimiento que se repite sobre sí mismo con el que termina, pasando por la nucleosíntesis del Big Bang, el proceso lento y el proceso rápido de captura neutrónica, la nucleosíntesis y el enriquecimiento químico galáctico hacen que un mismo inventario de elementos crezca, generación tras generación de estrellas, hasta convertir a una galaxia primordial casi sin metales en una galaxia con la composición química que hoy observamos.

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