¿De dónde sale el carbono de la Tierra?

Vientos estelares o vientos de estrellas masivas

El origen del carbono en la Tierra sigue bajo estudio aún y no hay una sola verdad acerca de esto. Algunos astrofísicos dicen que es porque las estrellas de baja masa expulsaron envolturas ricas en carbono mediante vientos estelares y otros se lo atribuyen a los vientos de las estrellas masivas.

A medida que las estrellas moribundas exhalan sus últimos alientos de vida, esparcen suavemente sus cenizas en el cosmos a través de las magníficas nebulosas planetarias. Estas cenizas, esparcidas por los vientos estelares, están enriquecidas con muchos elementos químicos diferentes, donde está incluído el carbono.

Los resultados de un estudio publicado en la revista Nature Astronomy muestran que los últimos estertores de estas estrellas moribundas, llamadas enanas blancas, arrojaron luz sobre el origen del carbono en la Vía Láctea.

Jeffrey Cummings, un científico investigador asociado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Johns Hopkins y autor del trabajo dijo que «los resultados plantean nuevas y estrictas restricciones sobre cómo y cuándo se produjo el carbono procedente de las estrellas de nuestra galaxia, terminando dentro de la materia prima de la que se formó el Sol y su sistema planetario hace 4.600 millones de años».

El origen del carbono, un elemento esencial para la vida en la Tierra, en la galaxia Vía Láctea está bajo objeto de debate entre los astrofísicos. Algunos están a favor de las estrellas de baja masa, que expulsaron sus envolturas ricas en carbono mediante los vientos estelares se convirtieran en enanas blancas, y otros sitúan el principal lugar de síntesis del carbono en los vientos de las estrellas masivas que finalmente explotaron como supernovas.

Utilizando los datos del Observatorio Keck, cerca de la cima del volcán Mauna Kea en Hawái, recogidos entre agosto y septiembre de 2018, los investigadores analizaron enanas blancas pertenecientes a los cúmulos estelares abiertos de la Vía Láctea. Éstos, son grupos de hasta unos pocos miles de estrellas que se mantienen unidos por mutua atracción gravitatoria.

A partir de este análisis, el equipo de investigación midió las masas de las enanas blancas, y utilizó la teoría de la evolución estelar donde también calculó sus masas al nacer.

La conexión entre las masas de nacimiento y las finales de las enanas se denomina relación de masas inicial-final, un diagnóstico fundamental en astrofísica que contiene los ciclos de vida completos de las estrellas. Investigaciones anteriores siempre encontraron una relación lineal creciente: cuanto más masiva es la estrella al nacer, más masiva es la enana blanca que deja al morir.

Pero cuando Cummings y sus colegas calcularon la relación de masa inicial-final, se sorprendieron al descubrir que las enanas blancas de este grupo tenían masas más grandes de lo que los astrofísicos creían anteriormente.

Este descubrimiento rompió la tendencia lineal que otros estudios siempre encontraron. En otras palabras, la estrella nacida hace aproximadamente 1.000 millones de años en la Vía Láctea no produjo enanas blancas de alrededor de 0,60-0,65 masas solares, como se pensaba habitualmente, sino que murieron dejando atrás restos más masivos de alrededor de 0,7 – 0,75 masas solares.

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