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El europio es clave para comprender la formación de elementos pesados en el proceso rápido de captura de neutrones, el llamado proceso r. Esto es crucial tanto para producir la mitad de los elementos más pesados que el hierro como para la abundancia total de torio y uranio en el universo. El grupo EUROPIUM combinó simulaciones astrofísicas teóricas con observaciones de las estrellas más antiguas de nuestra galaxia y galaxias enanas. Las últimas son galaxias pequeñas dominadas por la materia oscura que orbitan nuestra propia galaxia. Las galaxias enanas son excelentes sujetos de prueba para estudiar el proceso r porque algunas de las estrellas más antiguas pobres en metales, aquellas que existen de 10 a 13 mil millones de años, muestran un exceso de elementos del proceso r. La investigación incluso ha postulado que solo un evento rico en neutrones podría ser responsable de este enriquecimiento en las galaxias enanas más pequeñas.
Gracias a su descubrimiento, los científicos de Darmstadt y Heidelberg pudieron determinar el contenido de europio más alto jamás observado y crearon un nuevo nombre para estas estrellas: “estrellas de europio”. Estas estrellas forman parte de la galaxia enana Fornax, una galaxia esferoidal enana con un alto contenido estelar. En su publicación, el grupo también informa sobre la primera observación de lutecio en una galaxia enana y la muestra más grande de circonio observada.
Las ‘estrellas de europio’ en Fornax nacieron poco después de la explosiva producción de elementos pesados. Basado en la gran abundancia de metal estelar, el evento extremo del proceso r debe haber ocurrido no antes de hace cuatro a cinco mil millones de años. Este es un hallazgo muy raro, ya que la mayoría de las estrellas ricas en europio son mucho más antiguas. Por lo tanto, las estrellas de europio brindan una idea del origen de los elementos en el universo en un momento muy específico y tardío.
Los elementos pesados se forman en el proceso r cuando dos estrellas de neutrones se fusionan, o en el extremo explosivo de estrellas masivas con fuertes campos magnéticos. El Grupo EUROPIUM analizó estos dos eventos de alta energía y realizó estudios detallados de la producción de elementos en estos entornos. Sin embargo, debido a la aún alta incertidumbre en los datos de física nuclear, no es posible asignar elementos pesados en “estrellas de europio” a uno de estos entornos astrofísicos. Los experimentos futuros en el nuevo centro de aceleración FAIR en GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung en Darmstadt reducirán significativamente estas incertidumbres.
Además, el nuevo proyecto de clúster Hessian ELEMENTS, con el profesor Arcones como investigador principal, combinará de forma única simulaciones de fusión de estrellas de neutrones, cálculos de nucleosíntesis con la información y observaciones experimentales más recientes para explorar la pregunta de larga data: dónde y cómo se producen los elementos pesados en ¿el universo?
Proporcionado por Technische Universitat Darmstadt