sábado, 7 de julio de 2012

Usando el fondo oceánico como telescopio

Cuando leí el título de este artículo (Deep-ocean crusts as telescopes: using live radioisotopes to probe supernova nucleosynthesis), inmediatamente capturó mi atención. ¿Qué querían decir con "usar el fondo del océano como un telescopio"? La bajada del título daba una pista de por dónde venía la cosa: usar isótopos radiactivos para intentar ver si una supernova explotó en tiempos no muy lejanos en la proximidad de nuestro sistema solar. Guau, ¿realmente se podría hacer algo así?

Antes de contar algún detalle, quiero decir que el asunto me atrajo por dos razones. Una de ellas es, por supuesto, la intriga de saber qué se podía saber, y cómo, sobre una eventual supernova en la proximidad de la Tierra. La segunda es que me vino a la mente una invitación que los investigadores del CONICET recibimos anualmente: hacer propuestas de investigación a bordo del buque oceanográfico de la institución, el Puerto Deseado. Siempre tuve ganas de contribuir de alguna manera en estas campañas. ¿Tal vez esta fuese la oportunidad? Todavía no lo sé. Traté de interesar a un par de geólogos pero no tuve éxito. Así que si hay por aquí algún geólogo interesado en la astronomía, podríamos charlarlo.

La cosa es así. Se ha descubierto, en la corteza de hierro y manganeso del fondo oceánico, una pequeña cantidad de 60Fe (se pronuncia "hierro 60"), un isótopo radiactivo del hierro con una vida media de 2.2 millones de años. Es decir, es una variedad del hierro (químicamente, es fierro) que, por un proceso radiactivo que ocurre lenta pero constantemente, se convierte en otro elemento. Cada 2 millones y pico de años la mitad (por eso "vida media") del 60Fe inicial se ha convertido en níquel (pasando primero por 60Co, que también es radiactivo). Dos millones de años parece mucho, pero la Tierra es muy antigua. Cualquier átomo primigenio de 60Fe ya debería haberse convertido en níquel hace mucho. ¿De dónde viene, entonces, un elemento radiactivo de vida "corta"? Bueno, resulta que una supernova (una explosión que destruye en segundos una estrella entera) produce abundante 60Fe. El material de la explosión se expande en el medio interestelar, y literalmente "llueve" sobre los mundos que se encuentren ocasionalmente a su paso. A la larga, por supuesto, el isótopo radiactivo desaparece, así que la explosión tiene que haber sido en los últimos millones de años. Cuando los homínidos ya medrábamos en la superficie de la Tierra, fijate un poco.

Esto es lo que calcularon estos tipos. Cuánto 60Fe se produce en una explosión, y cuántos átomos cabría esperar en cada centímetro cuadrado de superficie terrestre. Sus resultados, comparando con las mediciones de 60Fe en la corteza de ferromanganeso, sugieren una supernova a una distancia de entre 50 y 400 años luz. Existen, aparentemente, indicios adicionales para apoyar la hipótesis de una explosión de supernova de estas características. Efectivamente, el Sol se encuentra en medio de una especie de "burbuja" donde el medio interestelar es particularmente tenue (un décimo del promedio de la Vía Láctea), que podría ser un efecto residual de la explosión. Además, la órbita del Sol pasó (o está pasando) en medio de una asociación de estrellas gigantes llamada "asociación Escorpio-Centauro", y estos sistemas suelen alojar supernovas. La asociación Sco-Cen tiene varias burbujas más, además de la que llamamos "burbuja local" por razones obvias.

En todo caso, me pareció algo interesante de investigar. Los datos que se tienen actualmente son muy escasos, de manera que cualquier contribución sería significativa. Hay un montón de cosas que ignoro sobre el fenómeno. ¿Por qué en el fondo del océano? ¿Y por qué la asociación con el ferromanganeso? ¿Qué pasó con el hierro que cayó sobre otros minerales, no ferrosos? ¿Se podría ver algo en el fondo marino sedimentario, como la plataforma del Mar Argentino? ¿Se podrían medir otros productos radiactivos de vida media comparable? ¿Y en el continente? En la Patagonia hay formaciones de esa edad, ¿se podrá medir algo en tierra firme? En fin, tengo más preguntas que respuestas, como ven.

Ya sabés: joven argentino (o no tan joven, o argentina, o de donde seas) si sos geólogo y esto te llama la atención, avisame.


Referencias

Deep-ocean crusts as telescopes: using live radioisotopes to probe supernova nucleosynthesis, Brian Fields, K. Hochmuth, J. Ellis, The Astrophysical Journal 621, 902-907 (2005).

60Fe anomaly in a deep-ocean manganese crust and impliations for a nearby supernova source, K. Knie et al., Physical Review Letters 93, 171103 (2004).

On deep-ocean 60Fe as a fossil of a near-earth supernova, Brian D. Fields, John Ellis, New Astronomy 4 419–430 (1999).

Search for Supernova-Produced 60Fe in a Marine Sediment, C. Fitoussi et al., Physical Rreview Letters 101, 121101 (2008).

La ilustración es una imagen multi-longitud de onda (X, óptica e infrarroja) del residuo dejado por la supernova de 1604 observada por Kepler, la más reciente observada en nuestra galaxia (NASA/ESA/JHU/R.Sankrit & W.Blair, tomada de Wikipedia).

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