Oro, plata y platino: cómo se formaron en el universo
Desde tiempos inmemorables el oro ha fascinado a la humanidad.
No sólo por su valor y su brillo sino también por el rol que ha jugado en culturas y economías a lo largo de los siglos.
El origen del oro, y en general, de elementos más pesados, ha sido una incógnita persistente para la humanidad.
Para reconstruir la evolución química del universo es clave comprender los procesos responsables de su formación.
El estudio Direct Evidence for r-process Nucleosynthesis in Delayed MeV Emission from the SGR 1806–20 Magnetar Giant Flare ha revelado que los magnetares, un tipo de estrellas de neutrones con campos magnéticos extremadamente potentes, pueden ser responsables de una parte significativa de la producción de elementos pesados como el oro, la plata y el platino.
Este hallazgo se remonta a un evento anterior.
Cuando en 2004 el telescopio espacial International Gamma‑Ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL, según sus siglas en inglés) de la Agencia Espacial Europea detectó un potente estallido jamás observado en nuestra galaxia.
El estudio reciente, publicado en The Astrophysical Journal Letters y desarrollado por un equipo de la Universidad de Columbia confirma que los modelos teóricos desarrollados en los últimos años están avalados por los datos de aquella famosa explosión ocurrida en 2004.
El hallazgo abre una nueva vía para comprender mejor los procesos que originan los elementos pesados en el universo.
¿Dónde se forman los elementos químicos?
En la tabla periódica, los elementos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, se sintetizaron durante el Big Bang. Otros como el carbono, el oxígeno, el neón y el silicio se produjeron en el interior de estrellas semejantes al Sol mediante reacciones de fusión nuclear a lo largo de sus distintas fases evolutivas.
Sin embargo, la producción de elementos más pesados que el hierro no es posible en estos entornos ya que fusionarlos requiere más energía de la que este tipo de estrellas pueden liberar.
Para que se formen elementos como el oro, el platino o el uranio se necesitan condiciones mucho más extremas, como las que se producen en ciertas explosiones de supernovas, colisiones de estrellas de neutrones o, como muestra este nuevo estudio, en las fulguraciones de magnetares.
Magnetares: clave en el origen de los elementos.
Los magnetares son una variedad rara y extrema de estrellas de neutrones. Son los objetos más densos del universo después de los agujeros negros. Se originan tras el colapso de estrellas muy masivas en explosiones de supernova, que comprimen su núcleo a tal punto que los protones y electrones se fusionan, dando lugar a un objeto compuesto casi por completo de neutrones.
Aunque todas las estrellas de neutrones poseen campos magnéticos intensos, los magnetares se destacan por tener los más potentes jamás observados: pueden alcanzar intensidades equivalentes a mil veces el campo magnético de una estrella de neutrones típica y millones de veces el de la Tierra.
Nota. Adaptado de Representación del concepto de un magnétar {Ilustración} por Plaza Cielo Tierra, 2025, NASA/JPL-Caaltech (https://shorturl.at/1q11i). Dominio público.
Sobre el conocimiento de los magnetares
La existencia de los magnetares recién se conoció a principios de la década de 1990.
Aunque SGR 1806–20, uno de los primeros objetos identificados como magnetares, se descubrió en 1979, inicialmente se pensó que se trataba de una fuente de rayos gamma suave.
En 1992 los astrofísicos Robert Duncan y Christopher Thompson propusieron la teoría de los magnetares. Sugirieron que ciertos tipos de estrellas de neutrones podrían tener campos magnéticos extremadamente intensos.
A lo largo de la década de 1990, las observaciones de SGR 1806–20 y otros objetos similares permitieron confirmar que, en efecto, poseían las características predichas por la teoría.
Se estableció que su naturaleza era la de los magnetares.
El origen exacto de estos campos magnéticos tan intensos aún no se comprende del todo, pero se cree que se originan a partir de una combinación de rotación extremadamente rápida y movimientos convectivos del plasma caliente en el interior del objeto, durante los primeros segundos de vida de la estrella de neutrones.
Lo más reciente: el proceso r en magnetares.
Una de las claves más intrigantes de esta investigación es la posible relación entre los magnetares y el proceso-r, o proceso rápido de captura de neutrones.
Este mecanismo astrofísico es fundamental para la formación de elementos pesados en el universo como el oro, el platino o el uranio.
A diferencia de los procesos de fusión nuclear que producen elementos livianos en el interior de las estrellas, el proceso-r requiere entornos extremadamente violentos y ricos en neutrones donde estos pueden ser capturados más rápido de lo que los núcleos pueden desintegrarse.
Durante mucho tiempo se pensó que estos elementos sólo podían formarse en eventos como supernovas o fusiones de estrellas de neutrones.
Sin embargo, Metzger y sus colaboradores han demostrado que los magnetares recién formados también podrían ser sitios adecuados para este tipo de nucleosíntesis.
En sus primeros segundos de vida, los magnetares presentan condiciones extremas: densidades elevadísimas, temperaturas intensas, rotación ultrarrápida y campos magnéticos colosales.
Aquellas características no sólo podrían desencadenar la expulsión de materia rica en neutrones sino también crear el entorno ideal para que el proceso-r ocurra, creando un escenario propicio para formar los elementos más pesados de la tabla periódica.
Hoy, con una mejor comprensión de las señales que producen los magnetares, los científicos saben qué buscar en futuras observaciones.
Se calcula que las erupciones de magnetares suceden algunas pocas veces por siglo en nuestra galaxia, y con el lanzamiento del satélite COSI (Espectrómetro e Imágenes Compton) previsto para el 2027, la comunidad científica estará mejor equipada para detectarlas y estudiarlas en profundidad.
Referencias
Patel, A., Metzger, J. C., Burns, E. y Goldberg, J. (2025). Direct Evidence for r-process Nucleosynthesis in Delayed MeV Emission from the SGR 1806–20 Magnetar Giant Flare. American Astronomical Society. The Astrophysical Journal Letters. 984: L 29, DOI 10.3847/2041-8213/adc9b0
