Hacia las 11 de la mañana del domingo 28 de septiembre de 1969, una bola de fuego surcó el cielo en el sur de Australia. Se trataba de una roca proveniente del espacio que explotó a gran altura y generó un estruendo que se escuchó segundos más tarde. En los alrededores de Murchison, un pueblito ubicado a 160 kilómetros al norte de la ciudad de Melbourne, la capital del estado de Victoria, cayó una lluvia de trozos pequeños. Los casi 100 kilogramos de fragmentos recuperados del meteorito fueron distribuidos entre museos de Estados Unidos y de Australia y se los viene estudiando desde hace cinco décadas. Los científicos están interesados en conocer el origen y la composición de cuerpos como el meteorito Murchison porque pueden revelar cómo era la nube de gas y polvo que dio origen al Sol y sus planetas.
El estudio más reciente de las muestras del Murchison reveló que ese meteorito contiene partículas de polvo estelar que se formaron hace unos 7.500 millones de años, mucho antes que el Sistema Solar. Es por eso que a dichas partículas se las denomina presolares. “Se trata de los materiales sólidos más antiguos que se hayan encontrado en la Tierra”, le dijo a la prensa el geoquímico estadounidense Philipp Heck, investigador del Field Museum y de la Universidad de Chicago, en Estados Unidos, primer autor del artículo que describió los resultados presentados el 13 de enero en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
El científico coordinó el trabajo de un grupo internacional del cual formó parte la geoquímica brasileña Janaína Nunes Ávila, de la Universidad Nacional Australiana (ANU), que se valió de diversas técnicas para estudiar la estructura, la edad y el origen de 40 partículas de polvo estelar presolares extraídas del Murchison. Algunas de ellas ya habían sido analizadas por medio de técnicas menos precisas, que les atribuían una edad superior a la del Sistema Solar, pero no tan elevada como ahora.
Invisibles a simple vista, esas partículas presolares son muy raras. Se formaron a partir del agregado de elementos químicos en las capas de polvo que rodean a las estrellas hacia el final de su vida. Al cabo de los años, esos elementos se aglomeran hasta formar granos minúsculos, que acaban incorporándose a la estructura de los asteroides como el que generó el meteorito Murchison. “Esencialmente, cada partícula es una porción minúscula y congelada de una estrella que murió antes de la formación del Sistema Solar”, comenta Nunes Ávila. Su trabajo permitió identificar que los granos de polvo del Murchison que ahora se estudian fueron generados por gigantes rojas, que son estrellas más antiguas y brillantes que el Sol.
Janaína Ávila/ ANU
Los gránulos de polvo estelar analizadosJanaína Ávila/ ANUPara extraer los granos, en primer lugar los científicos trituran una lámina del meteorito hasta reducirla a un polvo muy fino. A continuación, emplean ácidos para disolver los compuestos orgánicos y los inorgánicos más solubles. Lo que queda son partículas extremadamente resistentes, que en el caso de las que se estudian están formadas por carburo de silicio (SiC).
El meteorito Murchison forma parte de una clase a la cual se la denomina condritas carbonáceas, en las que abundan compuestos orgánicos escasamente alterados por el calor durante su formación. “Las condritas carbonáceas soportan temperaturas inferiores a 200 grados Celsius”, explica la astrónoma Maria Elizabeth Zucolotto, curadora de la sección de meteoritos del Museo Nacional (MN), en Río de Janeiro. “Por esa razón, su composición química sufre alteraciones mínimas y funcionan como una especie de registro fósil de la época y de la región en la que surgieron”. Cuando se las manipula, desprenden un aroma característico, que para algunos, tiene reminiscencias a una mezcla del olor de la brea y el fango de los manglares.
Para calcular la edad de los gránulos de carburo de silicio, los científicos midieron la concentración de dos elementos químicos que quedan presos en su estructura: helio (He) y neón (Ne). El grupo analizó específicamente dos variedades (isótopos) de esos elementos raros en la Tierra: el He-3, que contiene en su núcleo dos partículas con carga eléctrica positiva (protones) y una neutra (neutrón), y el Ne-21, en este caso con 10 protones y 11 neutrones. Esos isótopos se generan en el espacio a partir de la interacción de los rayos cósmicos (partículas altamente energéticas que viajan a velocidades cercanas a la de la luz) con otros elementos químicos. Como la concentración de He-3 y de Ne-21 en los gránulos es proporcional al tiempo que estuvieron expuestos a los rayos cósmicos, los investigadores logran calcular cuándo se formaron esas partículas.
De los 40 ejemplares que se estudiaron hasta ahora, 24 tienen entre 4.600 y 4.900 millones de años de edad (la Tierra se formó hace 4.500 millones de años). Cuatro de ellos tienen más de 5.500 millones de años, y el más antiguo se formó hace alrededor de 7.500 millones de años. La mayoría de esos gránulos flotó a la deriva entre 4 millones y 3 mil millones de años en el espacio antes de incorporarse a estructuras mayores que los protegieron de los rayos cósmicos. El universo tiene una edad estimada de 13.700 millones de años.
Según Heck, la existencia predominante de gránulos con edades entre 4.600 y 4.900 millones de años sugiere que hace 7 mil millones de años habría habido un brote de formación de estrellas la Vía Láctea, la galaxia que alberga a nuestro sistema solar. Una proporción mayor de estrellas habrían surgido, evolucionado rápidamente y desaparecido 2 mil millones de años más tarde, expulsando hacia el espacio los elementos que formaron esas partículas. “Hubo un tiempo, previo a la aparición del Sistema Solar, en el cual se formaron más estrellas que lo normal”, explicó. “Gracias a esos gránulos, ahora disponemos de evidencias directas de que hubo un período de formación estelar elevada en nuestra galaxia”. El meteorito Murchison y otros similares podrían contener incluso partículas más antiguas que aún no han sido halladas.
Artículo científico
HECK, P. R. et al. Lifetimes of interstellar dust from cosmic ray exposure ages of presolar silicon carbide. PNAS. v. 117, n. 4, p. 1884-7. 13 ene. 2020.
