Esculpidos por la luz de las estrellas: Estudio constata origen del sistema solar

«Ahora sabemos que nuestro propio sistema solar en su nacimiento estaba lo suficientemente cerca como para verse afectado por la luz de las estrellas», dijo uno de los investigadores.

Madrid, 6 de julio (Europa Press).- La luz de una estrella masiva muerta hace mucho tiempo fue probablemente el origen de la división constatada entre los isótopos de oxígeno del Sol y los de los cuerpos rocosos del sistema solar.

En 2011, los científicos confirmaron una sospecha: hubo una división en el cosmos local. Las muestras del viento solar traídas de regreso a la Tierra por la misión Génesis definitivamente determinados isótopos de oxígeno en el sol difieren de los encontrados en la Tierra, la Luna y los otros planetas y satélites del sistema solar.

Al principio de la historia del sistema solar, el material que luego se fusionaría en planetas había recibido una fuerte dosis de luz ultravioleta, lo que puede explicar esta diferencia. ¿De dónde vino? Surgieron dos teorías: o la luz ultravioleta provenía de nuestro entonces joven sol, o provenía de una gran estrella cercana en la guardería estelar del sol.

Ahora, investigadores del laboratorio de Ryan Ogliore, profesor asistente de física en Artes y Ciencias en la Universidad de Washington en St. Louis, han determinado que lo más probable fue la segunda hipótesis. Sus resultados se publican en la revista Geochimica et Cosmochimica Acta.

«Sabíamos que nacimos del polvo de estrellas: es decir, el polvo creado por otras estrellas en nuestro vecindario galáctico era parte de los bloques de construcción del sistema solar», explica en un comunicado Ogliore. «Pero este estudio muestra que la luz de las estrellas también tuvo un efecto profundo en nuestros orígenes».

Todo este conocimiento estaba empaquetado en apenas 85 gramos de roca, una pieza de un asteroide encontrado como meteorito en Argelia en 1990, llamado Acfer 094. Los asteroides y planetas se formaron a partir del mismo material presolar, pero han sido influenciados por diferentes procesos naturales. Los bloques de construcción rocosos que se fusionaron para formar asteroides y planetas se rompieron y destrozaron; vaporizado y recombinado; y comprimido y calentado. Pero el asteroide del que proviene Acfer 094 logró sobrevivir durante 4 mil 600 millones de años, en su mayoría ileso.

«Este es uno de los meteoritos más primitivos de nuestra colección», dijo el coautor Lionel Vacher. «No se calentó significativamente. Contiene regiones porosas y pequeños granos que se formaron alrededor de otras estrellas. Es un testigo confiable de la formación del sistema solar».

Acfer 094 es también el único meteorito que contiene simplectita cósmica, un intercrecimiento de óxido de hierro y sulfuro de hierro con isótopos de oxígeno extremadamente pesados, un hallazgo significativo.

El sol contiene aproximadamente un 6 por ciento más del isótopo de oxígeno más ligero en comparación con el resto del sistema solar. Eso puede explicarse por la luz ultravioleta que brilla en los bloques de construcción del sistema solar, rompiendo selectivamente el gas de monóxido de carbono en sus átomos constituyentes. Ese proceso también crea un depósito de isótopos de oxígeno mucho más pesados. Hasta la simplectita cósmica, sin embargo, nadie había encontrado esta firma de isótopos pesados en muestras de materiales del sistema solar.

Sin embargo, con sólo tres isótopos, simplemente encontrar los isótopos pesados de oxígeno no fue suficiente para responder a la pregunta del origen de la luz. Diferentes espectros ultravioleta podrían haber creado el mismo resultado.

«Fue entonces cuando a Ryan se le ocurrió la idea de los isótopos de azufre», dijo Vacher. Los cuatro isótopos del azufre dejarían sus marcas en diferentes proporciones dependiendo del espectro de luz ultravioleta que irradiaba gas de sulfuro de hidrógeno en el sistema proto-solar. Una estrella masiva y una estrella joven similar al sol tienen diferentes espectros ultravioleta.

La simplectita cósmica se formó cuando los hielos del asteroide se derritieron y reaccionaron con pequeños trozos de hierro y níquel. Además del oxígeno, la simplectita cósmica contiene azufre en sulfuro de hierro. Si su oxígeno fue testigo de este antiguo proceso astrofísico, que condujo a los isótopos pesados del oxígeno, tal vez su azufre también lo hizo.

«Desarrollamos un modelo», dijo Ogliore. «Si tuviera una estrella masiva, ¿qué anomalías isotópicas se crearían? ¿Qué pasa con una estrella joven similar al sol? La precisión del modelo depende de los datos experimentales. Afortunadamente, otros científicos han realizado grandes experimentos sobre lo que sucede con los isótopos proporciones cuando el sulfuro de hidrógeno se irradia con luz ultravioleta».

Las mediciones de isótopos de azufre de la simplectita cósmica realizadas en la investigación fueron consistentes con la irradiación ultravioleta de una estrella masiva, pero no se ajustaban al espectro ultravioleta del sol joven. Los resultados ofrecen una perspectiva única del entorno astrofísico del nacimiento del sol hace 4 mil 600 millones de años. Las estrellas masivas vecinas probablemente estaban lo suficientemente cerca como para que su luz afectara la formación del sistema solar. Una estrella masiva tan cercana en el cielo nocturno parecería más brillante que la luna llena.

Hoy, podemos mirar al cielo y ver una historia de origen similar en otras partes de la galaxia. «Vemos sistemas planetarios nacientes, llamados proplidos, en la nebulosa de Orión que están siendo fotoevaporados por la luz ultravioleta de las estrellas O y B masivas cercanas», dijo Vacher.

«Si los proplidos están demasiado cerca de estas estrellas, pueden romperse y los planetas nunca se forman. Ahora sabemos que nuestro propio sistema solar en su nacimiento estaba lo suficientemente cerca como para verse afectado por la luz de estas estrellas», dijo. «Pero afortunadamente, no demasiado cerca».