El espa?ol que predijo de d¨®nde viene el oro en el universo

A Gabriel Mart¨ªnez-Pinedo le gusta resaltar que los humanos y la Tierra no solo est¨¢n hechos de polvo de estrellas, como dec¨ªa Carl Sagan, sino tambi¨¦n de residuos radiactivos. Hijo de un agricultor y una ama de casa de Puebla de Almenara, un pueblo de Cuenca de menos de 500 habitantes, este f¨ªsico lleva a?os investigando el origen de los elementos m¨¢s pesados que el hierro, una de las 11 preguntas m¨¢s importantes de la f¨ªsica actual, seg¨²n la Academia de Ciencias de EE UU.

Esta semana, Mart¨ªnez-Pinedo ha visto confirmarse su predicci¨®n sobre c¨®mo y d¨®nde se generan el oro, la plata o el uranio que hay en el universo. Como a ¨¦l le gusta recordar, son desechos radiactivos producidos por? el choque de dos estrellas.

En los a?os ochenta, Sagan explicaba que ¡°el nitr¨®geno de nuestro ADN, el calcio de nuestros dientes, el hierro de nuestra sangre y el carbono de las manzanas se fabricaron en el interior de estrellas que implosionaron¡± al final de sus vidas. La frase del gran divulgador condensaba todo lo que se sab¨ªa hasta el momento sobre la procedencia de los elementos. Los dos m¨¢s ligeros, el hidr¨®geno y el helio, se formaron en menos de tres minutos despu¨¦s del Big Bang, hace 13.700 millones de a?os. El resto apareci¨® en el interior de las estrellas por fusi¨®n nuclear a altas temperaturas. Cuando estas estrellas explotan en supernovas al final de su vida esparcen todos esos elementos por el universo Todo ese proceso se detiene bruscamente en el hierro, el ¨²ltimo elemento conocido que se puede sintetizar en el coraz¨®n de una estrella. La gran pregunta es de d¨®nde vienen otros compuestos que tienen m¨¢s protones y neutrones en su n¨²cleo, como el oro o la plata con los que los humanos hacemos nuestras joyas o el uranio que empleamos en centrales nucleares y bombas at¨®micas.

En los a?os 70 se especul¨® con la posibilidad de que las minas de estos metales preciosos en el universo est¨¢n en las estrellas de neutrones, los astros m¨¢s peque?os y densos que se conocen. Estos cuerpos son el esqueleto de antiguos astros a tan alta presi¨®n que cada cucharadita pesa unos mil millones de toneladas. En 1999 se realizaron los primeros c¨¢lculos num¨¦ricos serios que suger¨ªan que era posible la s¨ªntesis de nuevos n¨²cleos at¨®micos durante el choque de dos estrellas de neutrones. En 2010, una colaboraci¨®n internacional codirigida por Mart¨ªnez-Pinedo, investigador en el Centro de Investigaci¨®n de Iones Pesados y la Universidad T¨¦cnica de Darmstadt (Alemania), y Brian Metzger, de la Universidad de Columbia (EE UU), predijo exactamente c¨®mo suceder¨ªa. El grupo del f¨ªsico espa?ol determin¨® los elementos producidos en la colisi¨®n y calcul¨® la energ¨ªa que liberar¨ªan, y Metzger us¨® esos datos para reconstruir la ¡°curva de luz¡± que producir¨ªa la fusi¨®n. Los c¨¢lculos indicaban que la colisi¨®n brillar¨ªa como 1.000 novas, por lo que la bautizaron como kilonova.

Lo que se ha sucedido? es lo mismo que ocurri¨® en la central de Fukushima, una reacci¨®n nuclear que libera una cantidad de energ¨ªa y luz enormes

El martes pasado se anunci¨® la primera observaci¨®n de la colisi¨®n de dos estrellas de neutrones, un hito hist¨®rico para el conocimiento del universo. La luz liberada por una kilonova a 130 millones de a?os luz fue observada por telescopios espaciales y terrestres. Consist¨ªa en un destello azul que despu¨¦s se fue tornando rojo, lo que coincid¨ªa con la predicci¨®n de los cient¨ªficos europeos y estadounidenses siete a?os antes. Tras la fusi¨®n de las dos estrellas, los n¨²cleos at¨®micos fueron incorporando cientos de neutrones y se fueron sintetizando n¨²cleos at¨®micos cada vez m¨¢s pesados, oro, platino, uranio y, al final del proceso, unos pocos d¨ªas despu¨¦s de la explosi¨®n, tierras raras caracterizadas por su destello rojizo. Era una descomunal f¨¢brica que transformaba el hierro en los elementos m¨¢s codiciados del planeta.

¡°Lo que se ha sucedido es lo mismo que ocurri¨® en la central de Fukushima, una reacci¨®n nuclear que libera una cantidad de energ¨ªa enorme y que produce toda esa luz observada y el cambio de color del azul al rojo¡±, explica Mart¨ªnez-Pinedo al tel¨¦fono desde su despacho. Este proceso r¨¢pido de captura de neutrones produjo ¡°unas 100 veces la masa de la Tierra en oro y unas 10 veces en plata y uranio, todo en pocos en segundos¡±, asegura.

¡°Metzger y Mart¨ªnez-Pinedo se basaron en trabajos anteriores, pero ellos desarrollaron un modelo te¨®rico mucho m¨¢s complejo del que hab¨ªa antes, con varios procesos diferentes que efectivamente hemos observado¡±, explica Christina Th?ne, investigadora del Instituto de Astrof¨ªsica de Andaluc¨ªa (CSIC) y coautora de una de las observaciones de la fusi¨®n de estrellas de neutrones publicadas el martes.

Tras la fusi¨®n, los n¨²cleos at¨®micos salieron despedidos a un 20% de la velocidad de la luz. El oro, la plata y el resto de metales se mezclar¨¢n con otros materiales dando lugar a un nuevo sistema planetario donde, tal vez alg¨²n d¨ªa, alguien se pregunte c¨®mo llegaron hasta all¨ª.