La interacción de la Tierra con los remanentes de una supernova, duró un millón de años

Los físicos de la Universidad Técnica de Munich (TUM) han tenido éxito en la detección de una señal de supernova resuelta en el tiempo en el registro de microfósiles de la Tierra. El grupo del Prof. Shawn Bishop pudo mostrar, que la señal de supernova fue detectable en un período que comenzó hace unos 2,7 millones de años. Según los análisis del investigador, nuestro Sistema Solar empleó un millón de años  transitando a través de  los restos de una supernova.

Corteza con Fe60

Cuadro ilustrativo de una investigación similar, comenzando desde la explosión de una supernova y la expulsión de materia en el Medio Intersetelar (ISM), su posterior deposición en los cuerpos del Sistema Solar y en particular en la Tierra, la acumulación de los mismos en los sedimientos oceánicos  con la subsecuente petrificación pasando a formar parte de la corteza en el fondo oceánico y la recuperación de trozos de ésta en el Océano Pacífico para su posterior análisis  conduciendo a la detección de una fina capa de Fe60 radiactivo. Crédito: Diapositiva de una presentación realizada por el Dr.Michael Schulreich, Universidad Técnica de Berlín. (Ver abajo en Material Relacionado).

Cuando las enormes estrellas con más de diez masas solares han consumido, al final de su evolución, la totalidad de su suministro de combustible nuclear,  colapsan bajo su gravedad y terminan en lo se llama ‘supernovas de núcleo colapsado’. De esta manera expulsan grandes cantidades de materia en su entorno. Si una supernova tiene lugar lo suficientemente cerca de nuestro Sistema Solar,  debe dejar una estela de restos de supernova en la Tierra, en forma de radioisótopos específicos.

Entre las especies elementales que se sabe  se producen en estas estrellas, se destaca el radioisótopo Fe-60 : Este radioisótopo no tiene mecanismos de producción naturales terrestres; por lo tanto, una detección de átomos de Fe-60 dentro de los depósitos terrestres es una prueba de la deposición directa de material de supernova dentro de nuestro Sistema Solar.

AUMENTO DE LA CONCENTRACIÓN DE Fe-60 TAMBIÉN ENCONTRADO EN MUESTRAS LUNARES

Un exceso de Fe-60 ya se observó en las viejas capas de alrededor de dos millones de años de edad de una corteza (FeMn) de ferromanganeso recuperada del océano Pacífico y, más recientemente, en las muestras lunares. Estas señales Fe-60 se han atribuido a los depósitos de material eyectado de la supernova. Sin embargo, debido a la baja tasa de crecimiento de la corteza de FeMn, la señal de Fe-60 tenía una resolución temporal pobre; mientras que el regolito lunar no puede grabar información en el tiempo debido a que  la sedimentación no se produce en la Luna.

Ahora, por primera vez, los físicos del grupo de Shawn Bishop, Profesor de Astrofísica Nuclear en TUM, tuvieron éxito en el descubrimiento de una señal de supernova resuelta en el tiempo en el registro de microfósiles de la Tierra, residiendo en cristales producidos por organismos, a partir de dos muestras de perforación de sedimentos del Océano Pacífico. El inicio de la señal de Fe-60 se produce  alrededor de 2,7 millones de años y se centra en torno a 2,2 millones de años. La señal termina significativamente alrededor de 1,7 millones de años.

“Obviamente, el Sistema Solar emplea millones de años en el tránsito por los restos de una supernova”, dice Shawn Bishop, quien también es Investigador Principal en el Excellence Cluster Universe.

LAS MUESTRAS CON UNA EXCELENTE RESOLUCIÓN ESTRATIGRÁFICA

Para el análisis de toda la estructura temporal de la señal de Fe-60 en muestras terrestres, se requiere un depósito geológico con una excelente resolución estratigráfica y alto secuestro de Fe-60 y  baja movilidad  del Fe, que preserva los flujos de Fe-60 casi de la manera que estaban en el momento de la deposición, aparte de la de desintegración radiactiva del Fe-60 .

Estas condiciones se cumplen en los sedimentos marinos del Océano Pacífico utilizados en este estudio. En el momento de la deposición del Fe-60, bacterias  secuestrantes del hierro  que viven en los sedimentos oceánicos incorporaron el Fe-60 dentro de sus cadenas cultivadas intracelularmente-de nanocristales de magnetita (Fe3O4). Después de la muerte las células se han fosilizado en microfósiles. Estos sedimentos han crecido con una tasa de sedimentación constante, preservando la forma temporal intrínseca de la señal de supernova. “Sin embargo, la concentración de Fe-60 en estos fósiles es tan baja que sólo es detectable por medio de espectroscopia de masas con aceleradores ultrasensible (AMS)”, dice el Dr. Peter Ludwig, investigador en el grupo de Shawn Bishop. En el acelerador Tándem en el Laboratorio de Maier-Leibnitz, en Garching, los físicos pudieron refinar la sensibilidad del método de manera que este descubrimiento fue posible por primera vez en la historia.

Milky-Way_map_500pc_gridEste es el entorno galáctico dentro de 1500 años luz  de Sol, rico en nubes de gas. Tenga en cuenta la ” nebulosa de la mancuerna” o también “nebulosa Haltera” en la parte superior izquierda, Polaris en la parte inferior izquierda, las Pléyades y Betelgeuse por debajo de la cuadrícula de color rojo en el centro, Rigel (Beta Orionis) en la parte inferior derecha, Hadar (Hadar) en la parte superior derecha, Antares encima del cuadro central rojo. La cuadrícula de color rojo es un área cuadrada de aproximadamente 400×400 años luz, magnificada en el  mapa de abajo, con el Sol en el centro. Crédito: DSO Stellar cartography

 

EVENTO DE SUPERNOVA A UNA DISTANCIA DE AL MENOS 300 AÑOS DE LUZ

La estrella progenitora más plausible que dio origen a esta supernova probablemente se originó en la asociación Scorpius-Centaurus OB, como el análisis de su movimiento relativo ha mostrado. Hace unos 2,3 millones de años, se encuentraba a una distancia mínima de unos 300 años luz del Sistema Solar. En el transcurso de los últimos 10 a 15 millones de años, una sucesión de 15 a 20 supernovas se han producido en esta asociación de estrellas. Esta serie de explosiones estelares masivas ha producido una gran cavidad  libre de materia en el medio interestelar en un brazo  de la Vía Láctea. Los astrónomos llaman a esta cavidad, en la que se encuentra nuestro Sistema Solar, la Burbuja Local.

 

 

Miky-Way_maps_key

La clave de los mapas .

 

Miky-Way_map_120pcEsta imagen representa la vecindad solar a 200 años luz del Sol. Nuestro Sistema Solar está situado en una región inusual de espacio llamada ” Burbuja Local ” porque el ISM (medio interestelar) en esta área es mucho menos denso que el ISM que lo rodea. Los científicos creen que esta burbuja puede haber sido creada por una explosión de supernova. Crédito: DSO Stellar cartography.

RECONOCIMIENTO

Además de los físicos de la TUM también estaban involucrados: Los investigadores del Instituto Central de Meteorología y Geodinámica, Geomagnetismo y Gravimetría, Viena, el Departamento de Química de TUM, Elektronenmikroskopie, así como de la Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Helmholtz Instituto Freiberg de Tecnología de recursos, de Dresde.

La investigación fue financiada por la Fundación Alemana de Investigación (DFG) y el Excellence Cluster Universe.

Fuente: Universidad Técnica de Munich (TUM).    Artículo: “Interaction of Earths with supernova remnants lasting for one millions years“.

publicación original:

Ludwig et al .:Resuelta en el Tiempo  la actividad de supernovas de 2 millones de años, descubierta en el registro de microfósiles de la Tierra.
Actas de la Academia Nacional de Ciencias, DOI: 10.1073 / pnas.1601040113, 8 de agosto, del año 2016.

 

Traducción y selección y arreglo de imágenes: Equipo de Redacción Web de la AAA.

El “Material relacionado” así como las imágenes fueron proporcionados por el Equipo de Biblioteca de la AAA.

 

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