Ahora, un estudio reciente tiene una respuesta, sugestivamente transmitido a la tenue luz de las estrellas de una galaxia enana distante.
En una mesa redonda, la Fundación Kavli habló con dos de los investigadores detrás del descubrimiento acerca de por qué la fuente de estos elementos pesados, llamados colectivamente elementos de 'proceos-r', ha sido tan dura de roer.
"La comprensión de cómo se forman los elementos pesados es uno de los problemas más difíciles en la física nuclear," dijo Anna Frebel, profesor asistente en el Departamento de Física en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) y también miembro del Instituto Kavli MIT de Astrofísica y de investigación espacial (MKI).
"La producción de estos elementos muy pesados toma tanta energía que es casi imposible hacerlo experimentalmente. El proceso de presentación simplemente no funciona en la Tierra. Así que hemos tenido que utilizar las estrellas y los objetos en el cosmos como nuestro laboratorio", explicó.
Los resultados también demuestran cómo determinar el contenido de las estrellas puede arrojar luz sobre la historia de la galaxia. Apodado "arqueología estelar", este enfoque está permitiendo que los astrofísicos aprenden cada vez más acerca de las condiciones en el universo temprano.
A finales de 1950, los físicos nucleares habían calculado que las condiciones extremas en algún lugar en el cosmos, lleno de partículas subatómicas llamadas neutrones, debían servir como las forjas de los elementos del proceso-r, que también incluyen sustancias como el uranio y el plomo. Las explosiones de estrellas gigantes y las estrellas de neutrones eran las fuentes más plausibles. Pero la evidencia observacional era muy escasa.
Investigadores de la MKI han rellenado este vacío observacional. Un análisis de la luz de las estrellas de varias de las estrellas más brillantes en una pequeña galaxia llamada Retículo II, que se encuentra a unos 100 años luz de la Tierra, sugiere que estas estrellas contienen cantidades enormes de elementos del proceso-r.
Dado que las estrellas no podrían haber hecho los elementos pesados por su cuenta, un acontecimiento en el pasado de Retículo II debe haber "sembrado" y enriquecido la materia que se convirtió en estas estrellas. La abundancia de elementos implica la colisión de dos estrellas de neutrones.
El estudiante graduado de Frebel Alexander Ji descubrió las estrellas enriquecidos en Retículo II durante usando los telescopios Magallanes en el Observatorio Las Campanas en Chile. Él es el primer autor de un artículo sobre el hallazgo, publicado en la revista Nature.