Polvo de supernova en la nieve de la Antártida

La cantidad de polvo cósmico que llega a la Tierra cada año oscila entre varios miles y diez mil toneladas. La mayoría de las partículas diminutas provienen de asteroides o cometas dentro de nuestro sistema solar. Sin embargo, un pequeño porcentaje proviene de estrellas distantes.

No hay fuentes terrestres naturales para el isótopo de hierro-60 contenido en él; se origina exclusivamente como resultado de explosiones de supernovas o por reacciones de radiación cósmica con polvo cósmico.

Polvo de supernova en la nieve de la Antártida

La primera evidencia de la aparición de hierro-60 en la Tierra fue descubierta en depósitos de aguas profundas por un equipo de investigación de TUM (Universidad Tecnológica de Munich) hace 20 años. Entre los científicos del equipo estaba Gunther Korschinek, quien planteó la hipótesis de que también se podían encontrar rastros de explosiones estelares en la nieve antártica pura e intacta.

Para verificar esta suposición, Sepp Kipfstuhl, del Instituto Alfred Wegener recolectó 500 kilos de nieve en la estación de Kohnen, un asentamiento de contenedores en la Antártida, y la transportó a Munich para su análisis.

Allí, un equipo de TUM derritió la nieve y separó el agua de deshielo de los componentes sólidos, que se procesaron en el Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) utilizando varios métodos químicos, de modo que el hierro necesario para el análisis posterior estaba presente en el rango el miligramo, y las muestras podrían ser devueltas a Munich.

Rastros de explosiones estelares han sido identificados en la nieve pura e intacta del continente antártico, en forma de átomos de hierro-60, un isótopo sin fuentes terrestres naturales.

Korschinek y Dominik Koll del área de investigación Nuclear, Partículas y Astrofísica en TUM encontraron cinco átomos de hierro-60 en las muestras usando el laboratorio acelerador en Garching cerca de Munich. "Nuestros análisis nos permitieron descartar radiación cósmica, pruebas de armas nucleares o accidentes de reactores como fuentes del hierro-60", afirma Koll en un comunicado. "Como no hay fuentes naturales para este isótopo radiactivo en la Tierra, sabíamos que el hierro 60 debía provenir de una supernova".

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El equipo de investigación pudo hacer una determinación relativamente precisa sobre cuándo se depositó el hierro-60 en la Tierra: la capa de nieve que se analizó no tenía más de 20 años.

Además, el isótopo de hierro que se descubrió no parecía provenir de explosiones estelares particularmente distantes, ya que el polvo de hierro 60 se habría disipado demasiado en todo el universo si este hubiera sido el caso. Basado en la vida media del hierro 60, cualquier átomo que se origine de la formación de la Tierra ya se habría descompuesto por completo.

Por lo tanto, Koll supone que el hierro 60 en la nieve antártica se origina en el vecindario interestelar, por ejemplo, a partir de una acumulación de nubes de gas en las que se encuentra actualmente nuestro sistema solar.

"Nuestro sistema solar entró en una de estas nubes hace aproximadamente 40.000 años", dice Korschinek, "y saldrá en unos pocos miles de años. Si la hipótesis de la nube de gas es correcta, entonces el material de los núcleos de hielo de más de 40.000 años no contendría hierro 60 interestelar", agrega Koll. "Esto nos permitiría verificar la transición del sistema solar a la nube de gas; eso sería un descubrimiento innovador para los investigadores que trabajan en el medio ambiente del sistema solar".

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