Restos de supernova en microfósiles

publicado el 12 de mayo de 2013 en «Milenio Diario»
columna: «se descubrió que...»

 

Ya es asombroso ver un fragmento de cráneo prehumano en lo que a todos nos parece una piedra y nos dicen que es un fósil de un posible ancestro de humano o de ballena antes de que volvieran al mar y las patas quedaran cubiertas de piel para formar aletas; más asombroso es encontrar fósiles de micro organismos. Pero roza lo maravilloso encontrar fósiles de bacterias con hierro extraterrestre, hierro producido en una estrella que estalló hace 2.2 millones de años, una supernova.

El nombre, nova, les viene de que, entre las bien conocidas estrellas de cada temporada, una noche aparece una estrella nueva, nova en latín. Y cuando es de brillo espectacular es supernova.

La supernova es una estrella que muere. Nace cuando una nube de hidrógeno se concentra por su propia gravitación. La presión de las capas superiores sobre las internas alcanza un límite en el que los átomos de hidrógeno se fusionan y así forman helio. La energía de la fusión enciende la estrella. Se equilibran las fuerzas gravitatorias de las capas superiores con la energía de la fusión en el centro estelar. La estrella ilumina por miles de millones de años, pero en algún momento el hidrógeno queda convertido todo en helio. Cesa la fusión. Las capas superiores se colapsan sobre las inferiores, fusionan helios en elementos más pesados y ese derrumbe, con nuevas fusiones, lanza al vacío en gran estallido los restos de la estrella. Tenemos una nova y una dispersión de elementos pesados: hierro, carbono, potasio… Se formarán asteroides y planetas.

Los elementos vienen en diversas presentaciones. Se llaman isótopos. Es el mismo elemento, pero su núcleo tiene número distinto de neutrones. Por ser una partícula neutra, no exige tomar o perder electrones, lo cual transformaría ese elemento en otro. Así, el hidrógeno viene en tres presentaciones: el más sencillo, y a la vez el átomo más sencillo del universo, consiste en un solo protón y un electrón. Se conoce como protio: del griego protos, primero.

Cuando al protón se añade un neutrón, sigue teniendo un electrón y es hidrógeno, pero más pesado. Se llama deuterio, del griego défteros, segundo. Y cuando tiene dos neutrones se llama tritio. Es el único elemento con nombres distintos para sus isótopos. Existen de forma natural esas tres variedades y son estables. Se han creado más en laboratorios.

El hierro viene en cuatro isótopos estables. Hay bacterias terrestres ferrófilas, a las que gusta el hierro, y tenemos fósiles de tales bacterias.

Un equipo de investigadores del Cluster of Excellence Origin and Structure of the Universe y de la Universidad Técnica de Múnich, con Shawn Bishop al frente, analizó bacterias fósiles del tipo ferrófilo y encontró "un isótopo radioactivo de hierro [Fe-60] cuyo origen rastrearon y los llevó a la explosión de una supernova en nuestro vecindario. Es la primera firma biológica comprobada sobre la Tierra de una explosión estelar".

Bishop y sus colegas obtuvieron una muestra del fondo del océano Pacífico. Perforaron para obtener un núcleo de sedimento, como las muestras que obtenemos con un sacabocados. Pero en grande. Dataron los sedimentos en un mínimo de 1.7 y un máximo de 3.3 millones de años.

El isótopo de hierro Fe-60, por ser radioactivo, dura menos que otras formas del hierro. Su vida media es de 2.6 millones de años. Unas 2 mil veces menos que la edad calculada a nuestro planeta. Por eso mismo, todo Fe-60 en la Tierra es extraterrestre, de una supernova, y no muy lejana.

Las bacterias ferrófilas del fondo oceánico hacen en su interior "cientos de pequeños cristales de magnetita (Fe3O4) con hierro del polvo atmosférico asentado en el océano". El astrofísico nuclear Shawn Bishop se planteó que también podría haber Fe-60 en cristales de magnetita producida por bacterias que, ya muertas, dejan sus cristales en forma de "magnetofósiles".

Al analizar el sedimento con un sistema ultrasensible, el equipo de Múnich encontró rastros de hierro-60 formado hace unos 2.2 millones de años. "Parece razonable suponer que estas posibles señales de Fe-60 pudieran ser restos de cadenas de magnetita formadas por bacterias en el fondo marino cuando una explosión estelar las bañó desde la atmósfera", dice Bishop.

El equipo se alista para analizar un segundo núcleo de sedimento marino que contiene 10 veces más material que el primero.

El razonamiento es maravillosamente elegante: el Fe-60 tiene vida promedio de 2.6 millones de años. La Tierra anda por 2 mil veces más. Luego, todo Fe-60 terrícola ha desaparecido. El que se encuentre tiene menos de esa edad y sólo pudo producirse en una supernova. Si fuera muy lejana, el Fe-60 habría desaparecido en el largo viaje. El de los microfósiles viene de una supernova cercana: primera evidencia biológica de una supernova.