Piedra egipcia podría desentrañar misterios del universo

Las explosiones de supernovas de tipo Ia son algunos de los acontecimientos más energéticos del Universo, que ocurren en sistemas binarios (sistemas de dos estrellas que orbitan entre sí) en los cuales una de las estrellas, una enana blanca, subsume a otra estrella.

Ahora, investigadores de la Universidad de Johannesburgo y de otras instituciones han reunido nuevos datos químicos "forenses" que indican que la piedra llamada Hypatia, procedente del desierto egipcio, podría ser la primera prueba tangible encontrada en la Tierra de una explosión de supernova de tipo Ia, según un comunicado de prensa publicado por la institución.

Si la afirmación es correcta, la roca es un tesoro científico que podría poner en entredicho nuestras teorías sobre la formación del Sistema Solar y aportar nuevos conocimientos sobre algunas de las mayores explosiones del universo.

Piedra Hypatia, descubierta en 1996

La piedra Hypatia, llamada así por la matemática y filósofa del siglo IV, fue descubierta por primera vez en el suroeste de Egipto en 1996. Apenas del tamaño de un guijarro y con un diámetro de apenas 2,5 centímetros, se descubrió que no formaba parte de ningún meteorito conocido que se hubiera extraviado, sino de algo totalmente distinto.

Desconcertados y fascinados por la diminuta piedra, Jan Kramers y Georgy Belyanin, de la Universidad de Johannesburgo, pasaron casi una década descubriendo los secretos de Hypatia. Y ahora, el equipo puede haber llegado finalmente a una conclusión, según The Weather Channel.

Su hipótesis sobre el origen de Hypatia se basa en signos reveladores, como la composición química y el patrón de la roca. Los científicos concluyeron así que la piedra procede de una enorme estrella gigante roja que colapsó en una estrella enana blanca dentro de una gigantesca nube de polvo llamada nebulosa. 

Estas dos estrellas crearon entonces un sistema binario en el que la estrella enana blanca acabó "comiéndose" a la otra estrella, explotando además como una supernova de tipo Ia dentro de la nube de polvo, según reporta Interesting Engineering.

El estudio, que analizó todos los posibles sospechosos cósmicos del origen de la piedra utilizando pistas químicas, sugiere así que los fragmentos contienen trozos de la nube de polvo y gas que rodea a una supernova Ia, la más rara de las supernovas. 

Explosión de supernova Ia 'in fraganti'

"En cierto sentido, podríamos decir que hemos 'cazado' una explosión de supernova Ia 'in fraganti' porque los átomos de gas de la explosión quedaron atrapados en la nube de polvo circundante, que acabó formando el cuerpo matriz de Hypatia", afirma Jan Kramers, autor del estudio, en el comunicado.

Según los científicos, a lo largo de miles de millones de años, esa mezcla de polvo y gas se habría convertido en un sólido, formando el cuerpo madre del que procede Hypatia en algún momento cercano a la aparición de nuestro sistema solar.

Desde su muy lejana creación, la roca madre de Hypatia finalmente se dirigió hacia la Tierra y su entrada en la atmósfera de nuestro planeta hizo añicos la roca madre y dio lugar a la piedra Hypatia encontrada en el desierto egipcio

Evidencia tangible de una explosión de supernova

"Si esta hipótesis es correcta, la piedra Hypatia sería la primera evidencia tangible en la Tierra de una explosión de supernova de tipo Ia. Tal vez sea igualmente importante que demuestre que un "paquete" anómalo individual de polvo procedente del espacio exterior podría incorporarse a la nebulosa solar de la que se formó nuestro sistema solar, sin mezclarse del todo", dijo Kramers.

"Esto va en contra de la opinión convencional de que el polvo del que se formó nuestro sistema solar estaba completamente mezclado", agregó.

Trabajo de detectives

Utilizando técnicas de análisis químico detalladas y no destructivas, el equipo examinó 17 objetivos diferentes en una pequeña muestra de Hypatia. "Identificamos 15 elementos diferentes en Hypatia con mucha más precisión y exactitud con la microsonda de protones. Esto nos proporcionó los 'ingredientes' químicos que necesitábamos, por lo que Jan pudo iniciar el siguiente proceso de análisis de todos los datos", dijo Belyanin.

Sorprendentemente, el haz de protones descartó la posibilidad de que Hypatia formara parte de nuestro sistema solar debido al bajo nivel –inferior al 1 %– de silicio cromo y manganeso en las muestras.

Los investigadores también observaron altos niveles de hierro, azufre, fósforo, cobre y vanadio, lo que hace que el objeto sea distinto de cualquier otro en nuestro vecindario en el espacio, según Kramers.

"Encontramos un patrón consistente de abundancia de oligoelementos que es completamente diferente de cualquier cosa en el sistema solar, primitivo o evolucionado. Los objetos del cinturón de asteroides y los meteoritos tampoco coinciden. Así que lo siguiente que hicimos fue buscar fuera del sistema solar", dijo Kramers.

A partir de ahí, los investigadores pudieron concluir que Hypatia no se formó en la Tierra, ni se originó a partir de ningún tipo conocido de cometa o meteorito, ni de un polvo medio del sistema solar interior, ni tampoco del polvo interestelar medio. 

La siguiente apuesta de los investigadores fue que el cuerpo madre de la piedra fuera una estrella gigante roja. Pero Hypatia tenía demasiado hierro, demasiado poco silicio y concentraciones demasiado bajas de elementos pesados más que el hierro.

Tampoco podía ser una supernova de tipo II –que se distingue de otras supernovas por la presencia de hidrógeno en sus espectros– porque en Hypatia había demasiado hierro que silicio y calcio.

La única hipótesis que queda por considerar es que la piedra se creó durante la formación temprana de nuestro sistema solar. Así que el sospechoso más prometedor era un tipo raro de supernova, el tipo Ia. Las supernovas de tipo Ia solo se producen una o dos veces por galaxia y por siglo.

No obstante, como es usual en la ciencia, más investigaciones son necesarias para resolver del todo el misterio, pero en este momento de lo podemos estar seguros es que esta misteriosa roca ha tenido un largo recorrido antes de llegar al desierto egipcio. 

Editado por Felipe Espinosa Wang.