Un grupo internacional de científicos ha logrado un avance importante en la comprensión de cómo y cuándo se formó el Sol hace unos 4.600 millones de años. Esta investigación, realizada en el centro GSI/FAIR de Alemania, ofrece nuevas pistas sobre el proceso de formación estelar y nos ayuda a entender mejor los orígenes de nuestro sistema solar. Los resultados han sido publicados en la revista científica Nature.

Se estima que el Sol se formó a partir de una enorme nube de gas y polvo, conocida como una nube molecular, en un proceso que habría tomado entre 10 y 20 millones de años. Durante este tiempo, diversos elementos químicos en la nube interactuaron hasta que finalmente nació nuestra estrella. Estos elementos fueron producidos en antiguas estrellas, llamadas gigantes rojas, que lanzaron sus materiales al espacio al final de su vida, alimentando así nuevas nubes de gas.

Para estimar cuánto tiempo tomó este proceso, los científicos estudian ciertos elementos radiactivos que solo se generan en etapas muy específicas y que dejaron una “huella” en los meteoritos, los cuales se formaron en los primeros momentos del sistema solar. Uno de estos elementos es el plomo-205, que es clave para desentrañar la historia de nuestro Sol.

El plomo-205 se genera en las estrellas y es especial porque solo se produce en ciertas condiciones. Esto lo convierte en una especie de “marca temporal” que los científicos pueden utilizar para estimar el tiempo que ha pasado desde que se formó el Sol. Sin embargo, estudiar el plomo-205 y cómo se comporta en el espacio no es sencillo, porque bajo condiciones normales en la Tierra, su descomposición es extremadamente lenta y no se puede observar fácilmente.

Formación del sol
Vista del anillo de almacenamiento experimental del GSI/FAIR. Crédito: J. Mai / GSI / FAIR

Para superar esta dificultad, los científicos realizaron un experimento pionero en el laboratorio alemán GSI/FAIR. Allí usaron un anillo de almacenamiento experimental que les permitió estudiar cómo se comporta el talio-205 (un elemento relacionado con el plomo-205) en condiciones extremas, similares a las que se dan en el espacio, como temperaturas de millones de grados. Este tipo de laboratorio es el único en el mundo capaz de generar estas condiciones especiales, que simulan el ambiente dentro de las estrellas donde se producen elementos como el plomo-205.

La investigación requirió décadas de desarrollo tecnológico y la colaboración de más de 30 instituciones de 12 países. Según el portavoz del experimento, el profesor Yury Litvinov, este logro ha sido posible gracias al esfuerzo conjunto de muchos científicos y avances técnicos en áreas como la producción y almacenamiento de átomos sin electrones, una condición necesaria para observar la descomposición del talio-205 en el laboratorio.

Con los datos de este experimento, los investigadores pueden calcular con más precisión cómo y cuándo el plomo-205 se formó en las estrellas y llegó a la nube que dio origen al Sol. Esto les permite fijar un intervalo de tiempo para la formación solar: ahora sabemos que el proceso duró aproximadamente entre 10 y 20 millones de años.

Para los científicos, este descubrimiento es crucial, pues les permite comprender mejor los pasos que llevaron al nacimiento del Sol y, en última instancia, de todo el sistema solar, incluido nuestro planeta. Además, este avance subraya el impacto de contar con laboratorios de vanguardia como el de GSI/FAIR, que permiten a los investigadores replicar y estudiar fenómenos espaciales en condiciones de laboratorio.

FUENTES

GSI Helmholtzzentrum für Schewerionenforschung GmbH

Leckenby, G., Sidhu, R.S., Chen, R.J. et al. High-temperature 205Tl decay clarifies 205Pb dating in early Solar System. Nature 635, 321–326 (2024). doi.org/10.1038/s41586-024-08130-4

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