El oro se crea en los agujeros negros: las fusiones de estrellas de neutrones son grandes fábricas de materiales pesados, según los astrofísicos

De nuevo, la astrofísica y la computación han vuelto a unirse para descubrir qué materiales se pueden crear en los discos de acreción de los agujeros negros.

Estos discos están compuestos de una especie de remolino formado por el polvo y el gas del espacio que está alimentando a un agujero negro recién nacido.

En este contexto tan extremo, se produce un fenómeno físico muy interesante para la creación de elementos pesados, como el oro, la plata, el torio y el uranio, debido a la conversión de protones en neutrones derivada de una alta emisión de neutrinos.

Es lo que han estado investigando en el GSI (Centro de Investigación de Iones Pesados, en Alemania), mediante diferentes simulaciones.

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“En nuestro estudio, investigamos sistemáticamente por primera vez las tasas de conversión de neutrones y protones para un gran número de configuraciones de disco mediante elaboradas simulaciones por computadora, y encontramos que los discos son muy ricos en neutrones siempre que se cumplan ciertas condiciones”, asegura Oliver Just del grupo de Astrofísica Relativista del GSI.

Es decir, que un agujero negro puede producir oro, aunque claro, todo depende del proceso r o proceso de captura rápida de neutrones, al producirse explosiones tan poderosas como la que tuvo lugar con el Big Bang.

Explosiones efímeras que crean oro

El primer escenario factible para conseguir crear materiales densos, como el oro, es una colisión impresionante que fusiona elementos más pesados. Aunque es un proceso que ha de suceder extremadamente rápido, de tal modo que la desintegración no tenga tiempo de ocurrir antes de agregar más neutrones al núcleo.

 “El factor decisivo es la masa total del disco", explica Just. "Cuanto más masivo es el disco, más a menudo se forman neutrones a partir de protones mediante la captura de electrones bajo emisión de neutrinos, y están disponibles para la síntesis de elementos pesados

mediante el proceso r". 

"Sin embargo, si la masa del disco es demasiado alta, la reacción inversa juega un papel más importante, de modo que los neutrones recapturan más neutrinos antes de que abandonen el disco.Estos neutrones luego se vuelven a convertir en protones, lo que dificulta el proceso r", agrega.

En este sentido, el punto óptimo en el cual se produce de forma más eficiente tales elementos pesados coincide con una masa de disco de acreción de entre el 1% y el 10% de la masa del Sol. Llegadas a tal punto, las estrellas de neutrones se convierten en fábricas de elementos pesados.

Aun así, la investigación publicada en Monthly Notices of The Royal Astronomical Society todavía no es concluyente y ha de proseguir.

"Estos datos son actualmente insuficientes", incide Andreas Bauswein, astrofísico de GSI." Pero con la próxima generación de aceleradores, como el Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR), será posible medirlos con una precisión sin precedentes en el futuro".