Diamantes alrededor de estrellas

Las huellas dactilares de los cristales de diamante son ciertas líneas características en la franja infrarroja del espectro electromagnético. La primera de estas firmas se descubrió en 1983 en el disco de materia en torno a Elias 1, una estrella del tipo HAEBE. Se trata de estrellas jóvenes y muy brillantes, con masa mediana, de aproximadamente entre 1,5 y 10 veces la masa del Sol.

Aunque se han llevado a cabo observaciones minuciosas de otras sesenta estrellas HAEBE desde entonces, los científicos han encontrado sólo tres con tales líneas de emisión distintivas en sus discos. Después de más de 15 años de especular sobre las razones de estas líneas características, los astrónomos han concluido que los portadores de estas emisiones son los diamantes. La pregunta ahora es: ¿por qué hay tan pocas estrellas con diamantes a su alrededor

Un equipo internacional de astrónomos del Instituto Max Planck de Astronomía en Alemania, la Universidad de Hokkaido en Japón, el Observatorio Astronómico Nacional de Japón emplazado en Hawai, la Universidad de Jena en Alemania, y la Universidad de Copenhague en Dinamarca, usó las observaciones del Telescopio Subaru para sostener con datos su interpretación de por qué sólo algunas estrellas particulares poseen diamantes.

Uno de sus mayores hallazgos es que las emisiones captadas en estrellas con discos acogiendo diamantes proceden de zonas más cercanas al centro y están más densamente concentradas en el disco que otros tipos de emisiones. Los científicos relacionaron entonces este hallazgo con otro rasgo intrigante de dos de las tres estrellas con diamantes: Se observan grandes fogonazos de rayos X cerca de ellas. Es raro que las estrellas de masa intermedia, como Elias 1, presenten emisiones fuertes de rayos X, y más aún llamaradas de rayos X. La pregunta inevitable fue: ¿Estarían los diamantes y los fogonazos de rayos X relacionados de alguna manera? Las pistas para encontrar una respuesta se obtuvieron al comparar cómo se forman los diamantes en la Tierra con cómo podrían ser creados en el espacio.

Ilustración del disco de Elias 1. (Foto: Subaru T.)

Se sabe que pequeñas partículas de diamante se pueden formar en el núcleo de "cebollas de carbono" al vacío cuando se les disparan haces de electrones de alta energía. La clave para la formación del diamante es que la cebolla de carbono, compuesta de capas múltiples, actúa como un contenedor natural de presión. Los electrones de alta energía disparados a la cebolla golpean los átomos de carbono expulsándolos de la estructura. Con menos átomos sosteniendo ahora la superficie, la estructura se contrae. Mientras se mantiene el disparo del haz de electrones, la estructura continúa encogiéndose. De ese modo, se acaba logrando generar presiones ultraelevadas, miles de veces más intensas que la presión atmosférica de la Tierra, en el centro de la cebolla.

Otro experimento de laboratorio demostró que se necesita una temperatura alta para sostener el crecimiento de partículas de diamante en la superficie de la cebolla de carbono.

Los autores del nuevo estudio encontraron paralelismos entre los resultados de los experimentos de laboratorio y lo que pasa en el espacio interestelar.

Los fogonazos de rayos X parecen venir de compañeras de menor peso de las estrellas principales en sistemas binarios. La aceleración de partículas siempre acompaña a la llamarada de rayos X, ya que ambas cosas son efectos de la misma fenomenología vinculada a la actividad magnética estelar. Estas condiciones podrían resultar en una cebolla de carbono en el espacio, con una presión lo bastante intensa como para crear diamantes.

Los hallazgos de este estudio, aunque resuelven algunos interrogantes, plantean nuevas y fascinantes preguntas. Por ejemplo: ¿es posible que en el espacio existan toneladas de diamantes que no podemos ver porque los patrones identificativos de sus líneas de emisión están enmascarados por cebollas de carbono?

|