Cada cocinero conoce los ingredientes para hacer el pan: harina, agua, levadura y tiempo. ¿Pero cuáles elementos químicos están en la receta de nuestro Universo?
La mayor parte de los ingredientes son hidrógeno y helio. Estos ligeros pesos cósmicos ocupan los dos primeros lugares de la famosa tabla periódica de los elementos.
Menos abundantes, pero más familiares para nosotros son los elementos más pesados, es decir, todos los de la tabla periódica que están después del hidrógeno y el helio. Estos componentes básicos, como el hierro y otros metales, pueden ser encontrados en muchos objetos en nuestra vida diaria, desde ositos de felpa a teteras.
Recientemente los astrónomos usaron el observatorio orbital de rayos X
Suzaku, manejado conjuntamente por la NASA y la Agencia Espacial Japonesa, para descubrir el yacimiento conocido más grande de metales raros en el Universo.
Suzaku descubrió los elementos cromo y manganeso mientras observaba la región central del
Cúmulo de galaxias de Perseo. Los átomos metálicos son parte del gas caliente, o medio intergaláctico, que se encuentra entre las galaxias.
"Esta es la primera detección de cromo y manganeso a partir de un cúmulo", dice Takayuki Tamura, un astrofísico en la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA) que dirigió el estudio de Perseo. "Antes, estos metales habían sido descubiertos sólo en estrellas de la Vía Láctea o de otras galaxias. Esta es la primera detección en el espacio intergaláctico".
El gas del cúmulo es extremadamente caliente, por esto emite energía en forma de rayos X. Los instrumentos de Suzaku dividen la energía de rayo X en las longitudes de onda que la componen, o el espectro. El espectro es una 'huella digital química' de los tipos y cantidades de elementos diferentes en el gas.
La parte del cúmulo que cabe dentro del campo visual de Suzaku es de aproximadamente 1,4 millones de años luz, o aproximadamente una quinta parte del ancho total de este conjunto de galaxias. Esta fracción del cúmulo contiene una cantidad asombrosa de átomos metálicos. La masa de cromo es 30 millones de veces la masa del Sol, o 10 billones de veces la masa de la Tierra. El depósito de manganeso es aproximadamente 8 millones de masas solares.
La explosión de estrellas, o supernovas, forjan los elementos pesados. Las supernovas también crean enormes flujos de salida, llamados
supervientos. Estas ráfagas galácticas transportan elementos pesados en el vacío intergaláctico.
La recolección de la riqueza del Cúmulo de Perseo no es posible. Pero la investigación extraerá los datos de rayos X de Suzaku para conocimientos científicos.
"Al medir la abundancia metálica, podemos entender la historia química de las estrellas de las galaxias, como los números y los tipos de estrellas que se formaron y explotaron en el pasado", dice Tamura.
El estudio de los datos de Suzaku muestran que esto necesitó aproximadamente 3 mil millones de supernovas para producir las cantidades medidas de cromo y manganeso. Y durante períodos de hasta unos mil millones de años, los supervientos llevaron los metales fuera de las galaxias del cúmulo y los depositaron en el espacio intergaláctico.
Una historia completa del Universo debería incluir un entendimiento de cómo, cuándo, y dónde los elementos pesados se han formado, los elementos químicos esenciales para la vida misma. El estudio de Suzaku contribuye a un mayor esfuerzo en curso para hacer un censo químico del cosmos. "Esto es una parte del aprendizaje de toda la historia de formación de elementos químicos en el Universo", dice Koji Mukai, que encabeza el programa
Suzaku Guest Observer en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt.
Con más de 10.000 cúmulos de galaxias conocidos, los astrónomos apenas acaban de comenzar su trabajo. "El resultado actual de Suzaku no puede contestar estas grandes preguntas inmediatamente", dice Tamura, "pero este es uno de los primeros pasos para comprender la historia química del Universo".
