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Investigadores del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf detectaron hierro-60 en el hielo de la Antártida con hasta 80 mil años y confirmaron que la Tierra recoge polvo de supernova mientras el Sistema Solar viaja por una nube interestelar formada por la explosión de una estrella antigua
La Tierra está silenciosamente recogiendo cenizas radiactivas de una estrella que explotó hace millones de años. Científicos que analizaron muestras de hielo de la Antártida con hasta 80.000 años descubrieron trazas de hierro-60, un isótopo raro que solo se forma en el interior de estrellas masivas y es liberado al espacio durante explosiones de supernova. El descubrimiento, publicado en la revista Physical Review Letters, confirma que la Nube Interestelar Local que rodea nuestro Sistema Solar lleva material proveniente de una antigua explosión estelar.
Según un estudio publicado en ScienceDaily, el hallazgo transforma el hielo antártico en una especie de archivo cósmico. La investigación fue liderada por un equipo internacional del Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), en Alemania, y reveló que la Tierra ha estado acumulando este polvo de supernova a medida que el Sistema Solar se desplaza por la nube interestelar. El hierro-60 encontrado en el hielo de la Antártida funciona como una huella digital dejada por una estrella que ya no existe, pero cuyos restos aún alcanzan la superficie de nuestro planeta.
Qué es el hierro-60 y por qué solo proviene de una supernova
El hierro-60 es una forma radiactiva rara de hierro que no se forma naturalmente en la Tierra. Su origen es exclusivamente estelar. Se forja en el interior de estrellas masivas y solo se libera al espacio cuando estas estrellas alcanzan el fin de sus vidas y explotan en supernova, esparciendo sus elementos por el medio interestelar. Cuando este isótopo aparece en muestras geológicas terrestres, los científicos saben que provino de fuera del planeta.
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Estudios anteriores ya habían detectado hierro-60 en nieve relativamente joven de la Antártida y en sedimentos marinos, pero el origen del material permanecía incierto porque no se conocen explosiones de supernova recientes en las proximidades de la Tierra. La gran cuestión era descubrir cómo este isótopo continuaba llegando al planeta si ninguna estrella había explotado cerca en tiempos recientes. La hipótesis de los investigadores era que la Nube Interestelar Local funcionaba como un reservorio de hierro-60, almacenando el material por largos períodos y liberándolo gradualmente conforme el Sistema Solar atraviesa la nube.
300 kilos de hielo de la Antártida revelan la firma de una estrella muerta
Fuente: B. Schröder
Para probar esta hipótesis, el equipo transportó cerca de 300 kilos de hielo antártico del Instituto Alfred Wegener, en Bremerhaven, hasta Dresden, donde el material pasó por un extenso proceso químico. Después de todo el preparado, quedaron solo unas pocas centenas de miligramos de polvo, cantidad minúscula que contenía los átomos de hierro-60 que los investigadores buscaban.
Las muestras de hielo analizadas en esta investigación son mucho más antiguas que las estudiadas anteriormente, cubriendo el período entre 40.000 y 80.000 años atrás. Este intervalo de tiempo es fundamental porque coincide con la fase en que el Sistema Solar puede haber entrado en la Nube Interestelar Local. Los resultados apuntaron fuertemente a la nube como la fuente del hierro-60 que llega a la Tierra, reforzando la idea de que las cenizas de la supernova están preservadas en esta estructura cósmica que envuelve nuestra vecindad galáctica. El hielo fue proporcionado por el proyecto europeo de perforación EPICA, orientado a la recuperación de muestras profundas de la Antártida.
La máquina que encuentra una aguja en 50 mil estadios de heno
Detectar hierro-60 en muestras terrestres exige una precisión casi inimaginable. Para las mediciones finales, los científicos utilizaron el Acelerador de Iones Pesados de la Universidad Nacional de Australia, actualmente la única instalación en el mundo capaz de identificar cantidades tan extremadamente pequeñas de este isótopo. El equipo utiliza filtros eléctricos y magnéticos para separar átomos por masa hasta aislar solo algunos átomos de hierro-60 de una muestra original que contenía 10 billones de átomos.
Annabel Rolofs, investigadora de la Universidad de Bonn que participó en el estudio, comparó el proceso a buscar una aguja en 50.000 estadios de fútbol llenos de heno, tarea que la máquina completa en aproximadamente una hora. Antes de llegar a esta etapa, el equipo validó la preparación de las muestras usando otros dos isótopos radiactivos, berilio-10 y aluminio-26, cuyos niveles en el hielo de la Antártida ya son bien conocidos. Esta verificación garantizó que ningún átomo de hierro-60 se perdió durante el procesamiento químico.
La Tierra recoge más polvo de supernova hoy que hace 80 mil años
Uno de los descubrimientos más reveladores del estudio es que la cantidad de hierro-60 que llega a la Tierra hoy es mayor que la registrada entre 40.000 y 80.000 años atrás. Esta diferencia indica que el Sistema Solar está actualmente en una región de la Nube Interestelar Local con mayor concentración de escombros de supernova, o que la propia nube presenta variaciones significativas de densidad a lo largo de su extensión.
El Dr. Dominik Koll, del HZDR, explicó que la señal del hierro-60 cambia de forma expresiva en períodos de solo decenas de miles de años, lo que es relativamente rápido en escalas de tiempo cósmicas. Esta velocidad de variación ayudó a los investigadores a descartar explicaciones alternativas, como la hipótesis de que el material hubiera venido de explosiones de supernova mucho más antiguas y se hubiera disipado lentamente a lo largo de millones de años. Los datos del hielo de la Antártida confirman que la fuente es la nube interestelar que rodea el Sistema Solar en este momento.
Lo que el polvo de supernova en el hielo de la Antártida revela sobre el futuro
Los científicos creen que el Sistema Solar entró en la Nube Interestelar Local hace varias decenas de miles de años y que debería salir de ella en los próximos miles de años. La Tierra está actualmente posicionada cerca del borde externo de esta estructura cósmica, lo que explica la concentración relativamente alta de hierro-60 detectada en las muestras más recientes en comparación con el hielo más antiguo de la Antártida.
El siguiente paso de la investigación involucra el análisis de núcleos de hielo aún más antiguos, de una época anterior a la entrada del Sistema Solar en la nube. El Instituto Alfred Wegener participa del proyecto Beyond EPICA, que busca recuperar muestras de hielo que remontan a un pasado aún más remoto de la Tierra. Si el hierro-60 desaparece en estas muestras más antiguas, será la confirmación definitiva de que la Nube Interestelar Local es el origen del material y de que la supernova que la creó dejó una marca que aún hoy cae sobre nuestro planeta.
La Tierra atraviesa en este momento los restos de una estrella que explotó hace millones de años, y la prueba está preservada en el hielo de la Antártida. El hierro-60 que los científicos encontraron es un mensaje cósmico escrito en átomos, y por primera vez la ciencia ha conseguido leerlo con claridad.
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