Esquema con posibles fuentes estelares de fósforo en nuestra galaxia (gigantes rojas, supernovas, novas y estrellas ricas en este elemento esencial para la vida). / Gabriel Pérez Díaz – SMM (IAC)

Todos los elementos químicos del universo, excepto el hidrógeno y la mayor parte del helio, han sido producidos en el interior de las estrellas. Pero entre ellos existen unos pocos (carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo) que son de particular interés porque son fundamentales para la vida en la Tierra.

El descubrimiento de un nuevo tipo de estrellas muy ricas en fósforo podría ayudar a explicar el origen de este elemento químico, clave para los organismos vivos, en nuestra galaxia

En el caso del fósforo, forma parte de las moléculas del ADN y el ARN, además de ser un elemento imprescindible en el intercambio energético en las células y desarrollo de sus membranas.

Científicos españoles publican esta semana en la revista Nature Communications el descubrimiento de un nuevo tipo de estrellas muy ricas en fósforo que podría ayudar a explicar el origen de este elemento químico en nuestra galaxia, aunque también se barajan otras fuentes como las gigantes rojas y explosiones estelares (novas y supernovas).

El estudio lo han desarrollado astrónomos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) e investigadores del Centro de Investigación de Tecnologías de la Información y Comunicación (CITIC) de la Universidad de La Coruña (Galicia) analizando un gran número de espectros infrarrojos, registrados en la llamada banda H con el espectrógrafo APOGEE y facilitados a través de la base de datos pública del proyecto Sloan Digital Sky Survey.

El hallazgo de estas estrellas podría ofrecer definitivamente candidatos estelares prometedores para esclarecer la procedencia y la cantidad observada de fósforo en la galaxia y, en particular, en nuestro sistema solar, algo que hasta ahora ninguno de los modelos actuales de evolución química galáctica puede explicar.

Estrellas que desafían a las teorías

Sin embargo, la peculiar química que presentan estas estrellas desconcierta a los científicos. De hecho, no solo son ricas en fósforo, sino que también lo son en otros elementos como el magnesio, el silicio, el oxígeno, el aluminio e incluso algunos más pesados como el cerio.

Sorprendentemente, después de un extenso análisis de todas las posibles fuentes estelares y procesos conocidos de formación de elementos químicos en el interior de las estrellas, este patrón químico no es predicho por las teorías actuales de evolución y nucleosíntesis estelar.

«Este descubrimiento abre el camino para la exploración de nuevos mecanismos físicos y reacciones nucleares que ocurren en el interior de las estrellas», destaca un científico

«Estos resultados no solo muestran que estamos tratando con un nuevo tipo de objetos, sino que su descubrimiento abre el camino para la exploración de nuevos mecanismos físicos y reacciones nucleares que ocurren en el interior de las estrellas», explica el investigador del IAC Thomas Masseron, líder del proyecto y primer autor del artículo.

«Puede ser una pista muy importante sobre el origen de un componente fundamental para la vida como es el fósforo», comenta Aníbal García-Hernández, también investigador del IAC y segundo autor.

Además, el equipo también ha podido obtener el espectro óptico de la estrella de fósforo más brillante con el espectrógrafo Echelle (FIES), montado en el Telescopio Óptico Nórdico (NOT) del Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma.

«El espectro permitió obtener las abundancias químicas de más elementos en estas estrellas tan peculiares y ricas en fósforo y descartó definitivamente cualquier candidato estelar conocido que pudiera explicar la existencia de estrellas ricas en este elemento», indica la coautora Olga Zamora, astrónoma de soporte del IAC.

«Un descubrimiento tan inesperado y extraordinario no podría haberse realizado sin una estrecha colaboración interdisciplinar entre astrónomos y expertos en computación», destaca por su parte Arturo Manchado, también coautor e investigador del IAC.

Referencia:

T. Masseron, D. A. García-Hernández, R. Santoveña, A. Manchado, O. Zamora, M. Manteiga y C. Dafonte. “Phosphorus-rich stars with unusual abundances are challenging theoretical predictions”. Nature Communications. DOI: https://www.nature.com/articles/s41467-020-17649-9