Cuando quiero ver una estrella solamente miro hacia arriba esperando que el cielo esté despejado. Shawn Bishop y su equipo de trabajo prefieren buscar estrellas en fósiles de hace 2.6 millones de años. En la ciencia hay muchas maneras de decir que encontraste algo y no siempre es porque lo atrapaste o lo logras ver directamente. No hay que ser testigos de una luz resplandeciente en el firmamento para poder decir que estamos viendo una estrella, sólo hay que encontrar el rastro que únicamente ella pudo haber dejado y en esto ver aquello.

Bishop y su grupo, conformado por investigadores de la Universidad Técnica de Munich, en Alemania, y el Instituto de Meteorología y Geodinámca de Viena, saben que las estrellas son las cocineras del universo. A partir de fusionar con paciencia uno a uno átomos de hidrógeno cocinan el resto de los elementos. Cada tipo de estrella tiene sus propias recetas, pero las estrellas masivas son las chefs de alta cocina que guardan su platillo más complicado para el final. Así, cuando mueren en una explosiva y vistosa supernova, liberan casi todos los átomos que encontramos en la tabla periódica y algunos de ellos solamente pueden ser cocinados de esta manera, como el hierro 60, un tipo de hierro más pesado que el común.

Otros científicos que estudiaban los sedimentos marinos en el océano Pacífico ya habían reportado un exceso de hierro 60 en los sedimentos con alrededor de 2 millones de años de antigüedad. Dado que este tipo de hierro no existe ni se puede formar en la Tierra, Shawn y su grupo pensaron que era un indicio de que una estrella masiva colapsó en una súper nova cerca de nuestro sistema solar, y gracias a tal súper explosión, muchos de los átomos que cocinó llegaron hasta la Tierra. ¿Cómo pudieron comprobar esta teoría Bishop y su grupo?

Existen dos maneras en las que el hierro 60 pudo haber llegado a la Tierra. Una es la teoría de Bishop y los investigadores de Munich: la de la estrella masiva. La otra es que haya llegado a través de un meteorito. Sin embargo, en esta segunda teoría el hierro 60 no hubiera llegado como un elemento puro, sino en forma de silicatos pues habría reaccionado con otros elementos del meteorito.

En el caso de que una tormenta de hierro 60 hubiera caído sobre la Tierra después de la explosión de la súper nova, los átomos hubieran caído homogéneamente sobre toda la superficie terrestre. Los átomos de hierro 60 que hubieran caído en los océanos, debieron haber formado rápidamente hidróxidos de hierro. Entonces, los investigadores sólo tenían que buscar algún lugar donde se hubiera acumulado esta molécula.

Lamentablemente, los investigadores tampoco podían ver directamente los hidróxidos de hierro 60 ¡estaban cazando fantasmas! Así que tuvieron que seguir la misma lógica que antes ¿Cómo encontrar hidróxidos de hierro sin verlos directamente? Para su fortuna hay un tipo de bacterias que captan hidróxido de hierro, conocidas como magnetotácticas. Se trata de bacterias que toman el hidróxido de hierro y forman con él cristales magnéticos que les permiten orientarse según el campo magnético de la Tierra, y encontrar el lugar óptimo para crecer según sus necesidades.

En entrevista para Cienciorama Bishop nos cuenta: “Necesitaba alguien que me ayudara a encontrar y analizar estos cristales”. Y agrega: “Cuando estaba buscando información acerca de cómo hacer esos análisis encontré que uno de los expertos en el tema vivía en la misma ciudad que yo, sólo que trabajaba en otro instituto. Me puse en contacto con él y rápidamente me pidió que le diera una plática a su grupo acerca de mi proyecto. Cuando terminé la exposición uno de los investigadores de ese grupo -Ramon Egli- se me quedó viendo con la expresión que tendría un niño que acaba de descubrir el escondite de las galletas y me dijo: ‘te puedo ayudar con el proyecto’”.

Las bacterias magnetotácticas viven en el lecho marino, así que Bishop y su grupo contactaron a algunos de sus colegas que estudian el fondo del océano Pacífico y les pidieron que extrajeran columnas del sedimento marino. Analizando las rocas encontraron la franja de sedimento perteneciente a una época de hace entre 2.4 y 2.6 millones de años. En esa franja buscaron los restos de las bacterias magnetotácticas, los cristales magnéticos que forman. Estos cristales presentan dos ventajas, la primera es que se fosilizan y mantienen el hierro atrapado dentro de un espacio temporal definido -no es reutilizado en algún otro proceso geológico-, y la segunda es que concentran mucho hierro, haciendo la medición de hierro 60 más sencilla.Y ahí, debajo de un microscópio, los investigadores estaban observando una estrella. Aunque no lo sabían de cierto, sólo lo suponían.

Haciendo mediciones muy sensibles, lograron identificar que el hierro 60 estaba presente en estos cristales de hace 2.4 millones de años, y que al estar en los cristales magnéticos de las bacterias comprobaron que no provenía de un meteorito, sino de la última receta de una estrella.

Esta investigación, publicada en la revista PNAS el 16 de agosto, nos lleva de la física de las estrellas, a la química de los elementos que llegan a la Tierra, a la biología de las bacterias… y de regreso. Cuando le pregunté a Shawn Bishop si está acostumbrado a este tipo de investigación multidisciplinaria me respondió: “Es la primera vez que lo hago, pero lo disfruté mucho. Necesitas reunir ciertas cualidades como mantener una mente abierta y perder el miedo a verte como un ignorante ante expertos de otras áreas, lo cual hace que todo sea muy estimulante. No sólo conocí buenos científicos, ahora también son amigos con los que salgo a tomar cerveza.”

La ciencia nos permite hacer aseveraciones de cómo funcionan las cosas y cómo los astros se relacionan con las formas de vida más pequeñas de la Tierra. ¿No les gustaría voltear a ver los restos fósiles de una bacteria y decir que están viendo una estrella? ¡Que están viendo el fósil de una estrella! Bishop y su grupo lo hicieron “y además fue muy divertido. A veces aún me pellizco para ver si no es un sueño”, confiesa con una gran sonrisa.

 

Fuente: Peter Ludwig, Shawn Bishop, Ramon Egli, et. al. “Time resolved 2-million-year-old supernova activity discovered in Earth’s microfossil record”. PNAS. Agosto 16, 2016. http://www.pnas.org/content/113/33/9232.full

Imagen: Cristales magnéticos de hace 2.4 millones de años vistos a través de un microscopio de transmisión de electrones. Crédito Dra. Marianne Hanzlik. Departamento de química de la Universidad Técnica de Munich, en Alemania.

Anuncios