Al principio de los tiempos, cuando el Universo acababa de nacer, todo, o casi todo, era hidrógeno. Los elementos pesados que nos rodean en la actualidad no existían, y fueron fabricándose poco a poco en los hornos nucleares de millones de estrellas que, al morir, los liberaron al espacio. Así, esos materiales pesados fueron incorporados por nuevas generaciones de estrellas, entre ellas el Sol, que gracias a ellos pudieron formar a su vez planetas sólidos, como el nuestro.

A pesar de ello, existen algunos metales muy pesados, los más apreciados en la Tierra, cuyo origen no es tan sencillo de explicar. Los científicos, en efecto, llevan décadas intentando averiguar el origen de elementos como el oro, la plata o el platino. Y ahora, por fin, creen haberlo conseguido.

Para «fabricar» estos elementos tan pesados se necesita una increíble cantidad de energía. Tanta, que hasta ahora nadie se explicaba cómo podían siquiera existir en el Universo. Sin embargo, el descubrimiento de una antiquísima y cercana galaxia enana, llamada Retículum II, a «solo» 98.000 años luz de distancia, lo ha cambiado todo. Y es que esta pequeña y oscura galaxia satélite de nuestra Vía Láctea posee estrellas que contienen una cantidad realmente enorme de materiales muy pesados, entre ellos oro, plata y platino.

«Comprender cómo estos elementos tan pesados pudieron llegar a formarse es uno de los problemas más difíciles de la física nuclear«, afirma Anna Frebel, investigadora del Instituto de Tecnología de Massachussets (MIT) y autora principal de un estudio que acaba de publicarse en Nature. «La producción de estos elementos tan pesados -prosigue- requiere de tanta energía que resulta imposible fabricarlos experimentalmente. Sencillamente, su proceso de fabricación no funciona en la Tierra. Por eso, hemos tenido que usar estrellas y otors objetos cósmicos como laboratorio».

Descubierta hace menos de un año, la pequeña Reticulum II está en órbita de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y es una de las galaxias enanas más cercanas encontradas hasta ahora por los astrónomos. Se la considera una de las mejores candidatas para detectar materia oscura, y ahora se ha convertido también en el mejor lugar para averiguar cómo nuestros elementos favoritos se originaron en el Universo y cómo llegaron hasta la Tierra.

Analizando la luz procedente de varias de las estrellas más brillantes de Reticulum II con los telescopios Magallanes, en Chile, Frebel y su equipo pudieron determinar que contienen una cantidad «masiva» de elementos como oro, plata y platino. Y es del todo es imposible que estas estrellas los hallan fabricado por sus propios medios. «Cuando comprobamos con nuestro telescopio enorme cantidad de metales pesados en esa primera estrella -recuerda Alexander Ji, uno de los miembros del equipo- nos quedamos estupefactos. Además, la estrella se veía mal, como si no perteneciera a esa galaxia. Pasé mucho tiempo asegurándome de que el telescopio estaba apuntando en la dirección correcta».

Elementos muy pesados como el oro, el uranio o el plomo se crean mediante un sistema que los científicos conocen como «proceso-r», nombre que deriva de los términos «captura rápida de neutrones». Ya en 1957, los físicos Hans Suess y Harold Urey demostraron que era necesaria alguna forma de captura rápida de neutrones para forjar esta clase de elementos, y que todos ellos debieron empezar a existir en alguna parte del Universo, en un lugar en el que se dieran condiciones extremas y hubiera una enorme cantidad de neutrones disponibles.

Explosión de estrellas

Según su hipótesis, la explosión de estrellas gigantes o la fusión de estrellas de neutrones (las más densas que existen) eran los escenarios más probables para que algo así sucediera, aunque Suess y Urey nunca lograron pruebas de que algo así sucediera realmente, por lo que el origen de los elementos «proceso-r» siguió estando envuelto en el misterio. Ahora, sabiendo que las colisiones de estrellas de neutrones son relativamente comunes durante las primeras etapas de la formación de galaxias enanas como Reticulum II, el equipo liderado por Anna Frebel ha determinado que Suess y Urey tenían razón.

De esta forma, elementos pesados como el oro, la plata, el plomo, el platino y otros elementos «proceso-r» se crearon durante las explosiones de estrellas de neutrones en el interior de galaxias enanas, pasaron después a formar parte de nuevas estrellas y asteroides y terminaron por estar presentes en nuestro planeta. Hay que tener en cuenta, sin embargo, que todo el oro «original» de la Tierra, el que contribuyó a la formación de nuestro planeta, se hundió en su núcleo, ya que la Tierra primitiva era una gran bola de materiales fundidos, y los materiales más pesados se hunden en el centro. Por ello, todo el oro del que disponemos en la actualidad, el que está cerca de la superficie terrestre, procede, sin excepción, del impacto de asteroides.

«Como hemos dicho -puntualiza Frebel- el oro al que tenemos acceso no se formó en los asteroides, sino durante la fusión de estrellas de neutrones. Después se mezcló en la nube de gas y polvo a partir de la que se formaron todos los planetas y asteroides de nuestro sistema. Y después todo ese oro fue transportado a la Tierra».

Además, y debido a que la fusión de esta clase de estrellas eran muy poco frecuentes en el Universo primitivo, los investigadores piensan que todo el oro, la plata y el platino que utilizamos en la Tierra proceden, probablemente, de una única colisión estelar sucedida cerca de nuestra galaxia. Quizá en el seno de la propia Reticulum II…