Si llevas una alianza de oro en la mano, quizá no sepas que ese metal precioso pudo haberse forjado en uno de los fenómenos más violentos del universo. No estamos hablando de la explosión de una estrella cualquiera o de las kilinovas, sino de un tipo muy particular y raro de estrella muerta: un magnetar, capaz de liberar en segundos más energía que nuestro Sol en cien mil años. Lo que antes era solo una hipótesis acaba de dar un salto enorme gracias a un estudio reciente que ha puesto nombre y datos a un candidato concreto: el magnetar SGR 1806–20.
En un artículo publicado en The Astrophysical Journal Letters, un grupo de investigadores liderado por Anirudh Patel ha encontrado evidencias directas de que una parte de los elementos pesados del universo —como el oro, el platino o el uranio— podría proceder de las llamadas explosiones gigantes de magnetar, unas llamaradas colosales que ocurren en las fases más extremas de la vida estelar. Este hallazgo no solo contribuye a resolver un misterio de décadas, sino que obliga a reescribir parte de lo que sabíamos sobre la química de nuestra galaxia.
¿Qué es un magnetar y por qué nos interesa tanto?
Un magnetar es un tipo de estrella de neutrones, lo que queda cuando una estrella muy masiva agota su combustible y colapsa sobre sí misma. Estos objetos, de apenas una docena de kilómetros de diámetro, tienen campos magnéticos cientos de billones de veces más intensos que el de la Tierra, capaces de distorsionar la materia e incluso alterar los niveles cuánticos de los átomos.
No todos los magnetars emiten explosiones. Las más extremas, llamadas “giant flares”, son muy escasas: solo se han detectado tres en nuestra galaxia en más de 40 años. La más potente, registrada el 27 de diciembre de 2004, provino de SGR 1806–20 y fue tan brillante que los instrumentos tuvieron que estudiarla mediante la luz reflejada en la Luna, porque la señal directa saturó los sensores.
Hasta ahora se pensaba que los elementos pesados como el oro o el uranio se formaban casi exclusivamente en colisiones entre estrellas de neutrones. Pero ese modelo tenía un problema: la frecuencia de estas colisiones no parecía suficiente para explicar la abundancia de metales pesados en estrellas muy antiguas. Por eso, los magnetars han cobrado especial interés como una posible fuente adicional.
La clave: una señal de rayos gamma que nadie había explicado
El estudio dirigido por Patel ha revisado con detalle la señal de rayos gamma registrada tras la gran llamarada de 2004. Lo relevante no es la explosión inicial, sino un componente retardado que surgió unos diez minutos después y se desvaneció en unas pocas horas. Esta emisión tardía, en la región del megaelectrónvoltio (MeV), no encajaba con ningún modelo conocido… hasta ahora.
El análisis del equipo demuestra que ese “resplandor” coincide punto por punto con lo que se esperaría si el magnetar hubiera expulsado materia rica en neutrones durante la explosión. Esa materia se habría sometido a un proceso de captura rápida de neutrones (r-process), formando nuevos núcleos pesados inestables que, al desintegrarse, emiten rayos gamma en una secuencia característica.
Según el artículo, “la componente MeV retardada […] representa una evidencia observacional directa de la síntesis de ∼10-6 masas solares de elementos del proceso-r”. Esta es la primera vez que se logra detectar este fenómeno con tanta claridad fuera de una colisión entre estrellas de neutrones.
La física detrás del oro interestelar
El mecanismo propuesto tiene una lógica robusta. Durante la explosión del magnetar, una bola de plasma caliente y pares electrón-positrón golpea la corteza de la estrella y expulsa una pequeña cantidad de materia a velocidades cercanas a la de la luz. Esa materia, al expandirse, se enfría rápidamente y se convierte en el caldo perfecto para el proceso r.
A diferencia de otros escenarios, como las supernovas clásicas, aquí se alcanzan condiciones extremas de entropía y expansión rápida. Eso significa que los núcleos atómicos que se formen estarán muy desequilibrados y serán altamente inestables, lo cual es perfecto para generar elementos pesados al capturar neutrones y luego desintegrarse radiactivamente.
Los cálculos del equipo de Patel se ajustan bien a las observaciones: “Los resultados muestran que las propiedades de emisión previstas (curva de luz, fluencia y espectro) coinciden con una señal de rayos gamma dura observada tras la famosa llamarada de 2004 del magnetar SGR 1806–20”.
Implicaciones para la evolución química de la galaxia
Este descubrimiento no es solo un éxito técnico. Tiene implicaciones de gran calado para entender cómo se ha enriquecido la materia en la Vía Láctea a lo largo del tiempo. La cantidad de materia pesada sintetizada por este magnetar representa una fracción modesta (entre el 1 % y el 10 % de la producción galáctica total), pero su importancia radica en el momento en que ocurre.
Los magnetars nacen poco después de la explosión de estrellas muy masivas, así que su actividad está ligada a regiones de formación estelar reciente. Esto los convierte en candidatos ideales para explicar por qué las primeras estrellas del universo ya contenían elementos pesados, algo que las colisiones de estrellas de neutrones no pueden justificar del todo por su ritmo más lento.
Además, los datos apuntan a que una sola llamarada gigante podría aportar tanto oro como un planeta entero en apenas segundos. Si se repitiera un evento similar en una región cercana, los instrumentos de próxima generación, como el satélite COSI que lanzará la NASA, podrían detectar los elementos recién formados con mucha más precisión.
Una nueva fuente de rayos cósmicos pesados
Otro resultado llamativo del estudio es que las partículas expulsadas en la explosión podrían convertirse en rayos cósmicos. Estas partículas —protones, núcleos atómicos y otros fragmentos— viajan por el espacio a velocidades próximas a la luz y pueden llegar hasta la Tierra, donde son detectadas por instrumentos en tierra o en satélites.
Según los investigadores, los magnetars podrían ser fuentes dominantes de rayos cósmicos formados por núcleos pesados, superando incluso a las supernovas en este aspecto. Esto es porque la energía media por partícula en estos eventos es muy alta, y la composición está enriquecida en productos del proceso r.
Qué ocurrirá en los siguientes años
El trabajo también plantea predicciones concretas para las próximas décadas. Si ocurriera otra explosión de magnetar en nuestra galaxia —algo improbable pero no imposible—, sería posible detectar la señal en múltiples longitudes de onda: desde el resplandor óptico ultrarrápido tipo “nova brevis” hasta las líneas de desintegración nuclear en rayos gamma, pasando incluso por ondas gravitacionales si la eyección de masa fuera asimétrica.
La misión COSI, con sensibilidad en el rango de 0,2 a 5 MeV, podría captar con gran detalle los espectros de desintegración y permitir la identificación de núcleos específicos, como estroncio o itrio, que aparecen en los primeros segundos tras la explosión.
Como resumen, el hallazgo de Patel y su equipo abre una vía completamente nueva para estudiar el origen de los elementos pesados. No sustituye a los modelos anteriores, pero los complementa y los completa. Y, sobre todo, pone nombres, números y fechas a un fenómeno que, hasta ahora, solo existía en cálculos teóricos.
Referencias
- Anirudh Patel, Brian D. Metzger, Jakub Cehula, Eric Burns, Jared A. Goldberg y Todd A. Thompson. Direct Evidence for r-process Nucleosynthesis in Delayed MeV Emission from the SGR 1806–20 Magnetar Giant Flare. The Astrophysical Journal Letters, 29 abril 2025. https://doi.org/10.3847/2041-8213/adc9b0.
Cortesía de Muy Interesante
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