Astronomía

Desvelado un misterio en la evolución estelar

(NC&T) Durante años, los físicos han teorizado que las estrellas con masa modesta, no mucho mayores que nuestro Sol, producen grandes cantidades de helio-3. Cuando se les agota el hidrógeno en su núcleo, se vuelven gigantes rojas, y buena parte de su materia es expulsada al espacio, enriqueciendo substancialmente el universo con ese isótopo ligero del helio.

Este enriquecimiento choca con las predicciones basadas en el Big Bang. Los científicos han teorizado que las estrellas destruyen el helio-3 asumiendo que casi todas giraban rápidamente, pero incluso con esto no se logró poner de acuerdo los resultados de la evolución con el Big Bang.

Ahora, modelando totalmente en 3D una gigante roja con un código hidrodinámico, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore identificaron el mecanismo de cómo y dónde las estrellas de masa modesta destruyen el helio-3 que producen durante su evolución.

Han descubierto que el helio-3 se "quema" en una región justo encima del núcleo de helio, que previamente se pensaba que era estable, creando las condiciones que gobiernan este mecanismo recientemente descubierto.

Evolución estelar
En el interior de la estrella gigante roja, las nubes ricas en hidrógeno, en rojo, flotan sobre la capa de hidrógeno que se está quemando, en azul. (Foto: LLNL)
Burbujas de materia, ligeramente enriquecidas con hidrógeno y sustancialmente carentes de helio-3, flotan en la superficie de la estrella y son reemplazadas por el material rico en helio-3, para la combustión nuclear adicional. De esta manera, las estrellas destruyen su exceso de helio-3 sin necesidad de asumir cualquier condición adicional (como la rotación rápida).

"Esto confirma cómo los elementos evolucionaron en el universo, y concuerda con el Big Bang", explica David Dearborn, físico del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. "El anterior modelo unidimensional no reconocía la inestabilidad creada en la combustión del helio-3".

El mismo proceso se aplica para los soles de baja masa, pobres en metales, que pueden haber sido más importantes que las estrellas ricas en metales como el Sol, durante la etapa más temprana de la historia galáctica, en lo que se refiere a determinar la abundancia del helio-3 en el medio interestelar.

Los científicos de Livermore Peter Eggleton y Dearborn colaboraron con John Lattanzio, del Centro para la Astrofísica Estelar y Planetaria en Australia, para crear un código matemático que describe cómo se consume el helio-3 durante la formación de las estrellas, coincidiendo el resultado con las teorías vigentes sobre la composición del universo a raíz de la evolución desde el Big Bang.

Antes de este trabajo, se creía que el helio-3 en las envolturas estelares era básicamente indestructible y sería liberado al espacio en las fases finales de la vida de las estrellas, enriqueciendo así el medio interestelar y provocando el conflicto con la teoría del Big Bang. Lo que se ha encontrado es que el helio-3 es inesperadamente aniquilable, por un proceso combinado producido por un fenómeno que había sido ignorado hasta ahora.


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