Aprendiendo más sobre supernovas a través del polvo estelar

La mayoría de los diversos elementos del universo provienen de supernovas. Estamos, literalmente, hechos del polvo de esas estrellas muertas hace mucho tiempo y de otros procesos astrofísicos. Pero los detalles de cómo ocurre todo esto son algo que los astrónomos se esfuerzan por comprender.

¿Cómo impulsan los diversos isótopos producidos por las supernovas la evolución de los sistemas planetarios? De los distintos tipos de supernovas, ¿cuáles desempeñan el papel más importante en la creación de las abundancias elementales que vemos hoy? Una forma en que los astrónomos pueden estudiar estas cuestiones es observando los granos presolares.

Se trata de granos de polvo que se formaron mucho antes de la formación del sol. Algunos de ellos fueron expulsados ​​de sistemas más antiguos cuando una estrella encendió su horno nuclear y limpió el polvo de su sistema. Otros se formaron a partir de restos de supernovas y colisiones estelares. Independientemente de su origen, cada grano presolar tiene una huella isotópica única que nos cuenta su historia.

Durante décadas, sólo pudimos estudiar granos presolares encontrados en meteoritos, pero misiones como Stardust han capturado partículas de cometas, brindándonos una fuente más rica para el estudio. Las observaciones realizadas desde radiotelescopios como ALMA permiten a los astrónomos observar las proporciones de isótopos de estos granos en su punto de origen. Ahora podemos estudiar los granos presolares tanto en el laboratorio como en el espacio.

A nuevo estudio publicado en el arXiv El servidor de preimpresión compara los dos, centrándose en el papel de las supernovas.

Lo que descubrieron fue que la recolección física de granos presolares será crucial para comprender sus orígenes. Por ejemplo, se sabe que las supernovas de tipo II, también conocidas como supernovas de colapso del núcleo, producen titanio-44, que es un isótopo inestable. A través de procesos de descomposición, esto puede crear un exceso de calcio-44 en los granos presolares.

Pero los granos desechados de sistemas estelares jóvenes también tienen un exceso de calcio-44. En el primer caso, los granos se forman con titanio, que luego se descompone en calcio, mientras que en el segundo caso, los granos se forman directamente con calcio. No podemos distinguir entre los dos simplemente mirando las proporciones de isótopos. En cambio, tenemos que observar la distribución específica del calcio-44 dentro del grano.

El equipo descubrió que utilizando espectrometría de masas de iones secundarios a nanoescala (NanoSIMS) podían distinguir el origen de los granos encontrados en los meteoritos. Se observan complejidades similares con los isótopos de silicio y cromo.

En general, el estudio demuestra que necesitaremos muchos más estudios para desentrañar los orígenes de los granos presolares que recolectamos. Pero a medida que comprendamos mejor los granos que recolectamos aquí en la Tierra, deberían ayudarnos a comprender mejor cómo se forjan los elementos en los hornos nucleares de las grandes estrellas.