Tres formas en que una kilonova puede acabar con la vida en la Tierra

Un equipo internacional de investigadores acaba de determinar lo que sucedería si dos estrellas de neutrones chocaran lo suficientemente cerca de la Tierra. Y han descubierto que estos eventos, llamados ‘kilonovas‘, podrían acabar fácilmente con la humanidad. Por suerte, ese tipo de colisiones no se producen todos los días, y las que hemos observado hasta ahora estaban lo bastante lejos como para no causar daños a nuestro planeta. ¿Pero cuánto es exactamente ‘lo bastante lejos’?

En palabras de Haile Perkins, de la Universidad de Illinois y autora principal de un estudio recién publicado en arXiv, «descubrimos que si se produjera una fusión de estrellas de neutrones a unos 36 años luz de la Tierra, la radiación resultante podría causar un evento de extinción».

Para llegar a estas conclusiones, los autores analizaron la fusión de dos estrellas de neutrones a 130 millones de años luz, captada en 2017 por el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO).

Cuando dos estrellas de neutrones chocan, provocan auténticas ‘explosiones de luz’, emitiendo enormes cantidades de radiación electromagnética y causando eventos casi tan violentos como las supernovas. Las estrellas de neutrones son restos colapsados de estrellas muertas, astros que consumieron todo su combustible y ya no pudieron resistir a su propia gravedad, que las comprimió hasta el punto de que una simple cucharadita del material del que están hechas pesa tanto como una montaña.

Cuando dos de estos ‘cadáveres estelares’ se encuentran y se fusionan, no solo generan rayos gamma y una ingente cantidad de rayos cósmicos (partículas cargadas que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz), sino que también crean los únicos entornos conocidos del Universo lo suficientemente violentos como para forjar algunos de los elementos más pesados de la tabla periódica, como el oro, el platino o el uranio, algo que ni siquiera las estrellas consiguen producir en sus ardientes hornos nucleares internos.

Aún más, las fusiones de estrellas de neutrones hacen que el espacio mismo ‘resuene’, como la piel de un tambor tras recibir un golpe, transmitiendo ondas gravitacionales que resultan distinguibles incluso a miles de millones de años luz de distancia. «Las estrellas de neutrones -explica Perkins- pueden existir en sistemas binarios y, cuando se fusionan, producen un fenómeno raro pero espectacular».

En su estudio, Perkins y su equipo analizaron la señal de onda gravitacional GW 170817, causada por la fusión de dos estrellas de neutrones a 130 millones de años luz de distancia y captada por LIGO en 2017, así como el estallido de rayos gamma GRB 170817A asociado a la misma fusión. Eligieron precisamente este evento porque se trata de la única fusión de estrellas de neutrones conocida que haya podido ‘verse’ en radiación electromagnética y a la vez ‘escucharse’ en ondas gravitacionales. Un auténtico tesoro de información para los científicos.

Los rayos gamma generados por la fusión son, seguramente, la mayor amenaza asociada a esta clase de eventos. De hecho, este tipo de radiación transporta suficiente energía como para arrancar electrones de los átomos, un proceso llamado ionización. Y estas explosiones de radiación ionizante pueden destruir fácilmente la capa de ozono de la Tierra, lo que provocaría que nuestro planeta recibiera dosis letales de radiación ultravioleta del Sol.

Perkins y sus colegas determinaron que los rayos gamma procedentes de fusiones de estrellas de neutrones quemarían a cualquier ser vivo que se interpusiera directamente en su camino a una distancia de unos 297 años luz. Afortunadamente esos haces, que se emiten en dos chorros gemelos a ambos lados de la fusión, son sumamente estrechos, y se necesitaría un ‘impacto directo’ para producir efectos tan dramáticos. Pero hay otro problema.

Generalmente, esos ‘chorros’ compactos de rayos gamma están rodeados por una especie de halo de radiación gamma más difusa, pero igualmente capaz de generar daños hasta unos 13 años luz de distancia. Es decir, que incluso si el chorro principal no nos tocara, pero pasara lo suficientemente cerca de la Tierra como para dejarnos expuestos a su halo, la capa de ozono sufriría graves daños que, según los científicos, tardarían unos cuatro años en recuperarse. En otras palabras, incluso en ese caso la superficie de la Tierra quedaría expuesta a la dañina luz ultravioleta del Sol durante casi media década.

Aunque la radiación gamma es la mayor amenaza tras una fusión de estrellas de neutrones, existe otra forma de radiación ionizante, menos energética pero más duradera. Cuando los chorros de rayos gamma generados por la fusión chocan contra el medio interestelar (el gas y el polvo alrededor de las estrellas), se generan potentes emisiones de rayos X, conocidas como ‘resplandores’ de rayos X. Esas emisiones duran más tiempo que los rayos gamma, pero también son capaces de ionizar la capa de ozono. Lo cual las convierte, también, en letales para nosotros.

Sin embargo, para que eso nos afecte la Tierra tendría que estar significativamente más cerca del ‘resplandor’ que en el caso de los rayos gamma: a una distancia de 16,3 años luz para ser exactos. Pero aún existen amenazas mayores.

Según los autores del estudio, el efecto más amenazador del choque de dos estrellas de neutrones sería el causado por el flujo de partículas cargadas y altamente energéticas, conocidas como rayos cósmicos, que se propagan desde el epicentro de la fusión en todas direcciones, en forma de una burbuja en expansión.

Si esos rayos cósmicos llegaran a la Tierra destruirían, y esta vez por completo, la capa de ozono, dejándonos expuestos los rayos ultravioleta del Sol durante varios miles de años. Algo que los autores del estudio califican como ‘evento de nivel de extinción’ y que sucedería si nuestro planeta estuviera a menos de 36 años luz de distancia de la fusión de las dos estrellas de neutrones.

«La distancia específica de seguridad y cuál es el componente más peligroso es algo incierto -dice Perkins- ya que muchos de los efectos dependen de propiedades como el ángulo de visión del evento, la energía de la explosión, la masa de material expulsado y más. Con la combinación de parámetros que seleccionamos, parece que los rayos cósmicos serían los más amenazadores».

Afortunadamente para nosotros, no todos los días se produce una fusión de estrellas de neutrones. De hecho, según explica Perkins, se trata de eventos extremadamente raros, aunque muy poderosos. «Y esto, combinado con el rango relativamente pequeño de letalidad, significa que una extinción causada por una fusión de estrellas de neutrones binarias no debería ser una preocupación para los habitantes de la Tierra». Baste pensar que por ahora, entre los cientos de miles de millones de estrellas de nuestra galaxia, los científicos sólo han encontrado un posible sistema progenitor de kilonova, CPD-29 2176, y está a unos 11.400 años luz de la Tierra.

De hecho, prosigue la investigadora, «existen varios otros eventos más comunes, como erupciones solares, impactos de asteroides y explosiones de supernovas, que tienen más posibilidades de ser dañinos». Algunos de esos eventos, en efecto, ya han sucedido en la historia de la Tierra, y se han asociado a extinciones masivas, como fue el caso del asteroide cuyo impacto, hace 66 millones de años, causó la desaparición de los dinosaurios y del 75% de todas las formas de vida del planeta.

El siguiente paso, explica Perkins, es observar más de estos eventos de colisión de estrellas de neutrones para recabar más datos: «Actualmente, sólo tenemos una detección confirmada de una kilonova procedente de una fusión binaria de estrellas de neutrones, por lo que cualquier observación adicional limitará las incógnitas».-

JOSÉ MANUEL NIEVES

Madrid/ABC