El análisis de laboratorio del objeto interestelar del Pacífico revela isótopos de uranio

Lo conseguimos. Dirigí una expedición del Proyecto Galileo al Océano Pacífico para recuperar esférulas del primer meteoro interestelar reconocido, IM1, y traje de vuelta al Harvard College Observatory más de 50 esférulas que yacían en las profundidades del océano desde hacía casi una década. Estas esferas de tamaño submilimétrico, que al microscopio aparecen como bellas canicas metálicas, se concentraron a lo largo de la trayectoria prevista de IM1, a unos 85 kilómetros de la costa de la isla de Manus, en Papúa Nueva Guinea. Su descubrimiento abre una nueva frontera en la astronomía, donde lo que hay fuera del sistema solar se estudia a través de un microscopio en lugar de un telescopio. El hecho de que el 83% de la materia del universo esté compuesta, al parecer, por materia oscura que aún no se ha encontrado en el sistema solar debería enseñarnos modestia a la hora de pronosticar la naturaleza de los objetos interestelares.

Las dos esférulas de la trayectoria del meteorito tienen una edad del orden de la edad del universo

Tardamos unos días a bordo de la nave de aluminio, que se llama justamente 'Siver Star' [Estrella de Plata], en colocar el trineo magnético en el fondo del océano y unos días más en comprender lo que habíamos recogido. Cuando recogimos los imanes, el material más abundante adherido a ellos era un polvo negro de ceniza volcánica. Estaba por todas partes, incluidas las regiones de control alejadas del emplazamiento de IM1. Me sentí frustrado por este panorama hasta el punto de titular uno de mis 34 informes diarios: "¿Dónde están las esférulas de IM1?".

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Y entonces llegó el gran avance. Tras una semana en el mar, utilizamos un filtro con un tamaño de malla de un tercio de milímetro para cribar las diminutas partículas volcánicas y examinar al microscopio las partículas restantes de mayor tamaño. Poco después, el geólogo del equipo, Jeff Wynn, bajó corriendo las escaleras para decirme que el analista del equipo, Ryan Weed, había visto a través del microscopio una hermosa canica metálica de tamaño submilimétrico y masa submilimétrica. Me apresuré a subir al nivel superior de nuestra nave. Cuando Ryan me mostró la imagen, le pedí que colocara esta esférula en el analizador de fluorescencia de rayos X. Él respondió: "Claro, podemos hacerlo más tarde". Le abracé, emocionado por el hallazgo, y le dije: "Por favor, hazlo ahora mismo". El análisis de la composición implicaba un 84% de hierro, un 8% de silicio, un 4% de magnesio y un 2% de titanio, además de oligoelementos. Supe inmediatamente que encontraríamos muchas más esférulas. Cuando encuentras una sola hormiga después de examinar una pequeña parte de la cocina, sabes que hay muchas más hormigas ahí fuera. Y así fue, a las pocas horas encontramos más esférulas.

El sorprendente hallazgo de las esférulas de IM1 fue posible gracias a un equipo de personas excepcionales, cada una de las cuales representaba lo mejor de su profesión. Se complementaron en armonía como los miembros de una orquesta bien entrenada. El descubrimiento de las esférulas fue como un milagro. Cuando el extraordinario Rob MacCallum visitó el porche de mi casa hace un año y me propuso ayudar en la coordinación de la expedición, nunca imaginé una operación más exitosa.

La expedición requería 1,5 millones de dólares. Unos meses después de mencionar nuestras necesidades de financiación en varios podcasts, mi deseo se materializó a través de una llamada Zoom con el brillante matemático y empresario Charles Hoskinson, que simplemente dijo: "Tenéis la financiación". Charles se unió a nosotros en el barco y nos ayudó en todos los aspectos de la operación. Además de hacer posible la expedición, él y su ayudante J.J. Siler fueron una excelente incorporación a nuestro equipo de investigación, y me sentí identificado con sus puntos de vista sobre todos los temas, a pesar de que no nos conocíamos. Cuando subí a su jet privado, el piloto me dijo: "Bienvenido a bordo profesor Loeb", a lo que respondí: "Por favor, llámeme Avi. Sólo soy un granjero curioso. Todos los demás títulos carecen de importancia".

Todavía me parece alucinante que hayamos conseguido recuperar esférulas de un miligramo de masa y de tamaño submilimétrico de una profundidad de 2 kilómetros en el océano Pacífico utilizando un trineo de un metro de ancho que escanea una región de 10 kilómetros de ancho. Este logro es testimonio del ingenio y la profesionalidad de todos los miembros del equipo.

Los miembros del equipo Rob Millsap y Art Wright consiguieron mantener el trineo en el fondo del océano y demostraron el 'arte de de tener razón' siguiendo la corriente oceánica y minimizando la fuerza vertical del cable del cabrestante, que contrarrestaba la gravedad y provocaba una elevación similar a la de una cometa.

La bola de fuego de IM1 fue detectada por el Gobierno de EE.UU. el 8 de enero de 2014 e indicaba que este meteoro iba a una velocidad superior a la necesaria para escapar del sistema solar. Basándose en la presión del aire que soportó antes de desintegrarse en tres llamaradas a 20 kilómetros por encima de la superficie del océano, este objeto de medio metro de tamaño era más duro en resistencia material que todos los demás 272 meteoros del catálogo CNEOS de la NASA. Su origen interestelar fue confirmado formalmente con un 99,999% de confianza en una carta oficial del Mando Espacial de los EEUU, dependiente del DoD, a la NASA el 1 de marzo de 2022. Dos años antes, mi artículo de descubrimiento de IM1 con mi estudiante de pregrado Amir Siraj mostró que IM1 se movía fuera del sistema solar más rápido que el 95% de todas las estrellas en las proximidades del Sol. La posibilidad de que el exceso de velocidad de IM1 se beneficiara de la propulsión y el hecho de que fuera más resistente que todas las rocas espaciales conocidas, plantean la posibilidad de que su origen fuera tecnológico, similar al de la nave New Horizons de la NASA que colisionará con un exoplaneta dentro de mil millones de años y se quemará en su atmósfera como un meteoro interestelar.

Basándome en la bola de fuego de IM1, pronostiqué en un artículo con los estudiantes Amory Tillinghast-Raby y Amir Siraj, que como resultado de estar expuesto al calor de la bola de fuego, la superficie del objeto probablemente se desintegró en diminutas esférulas, similares en número por unidad de área a las recuperadas por la expedición.

Nuestro último artículo sobre el IM1 se centraba en la localización del lugar del bólido basándose en la señal de la onda expansiva registrada por los sismómetros de la isla de Manus y Australia.

El tamaño máximo de las esférulas recuperadas vino dictado por la zona de estudio. Tuvimos la suerte de encontrar múltiples esférulas filtradas por nuestro tamaño de malla en un recorrido de 10 kilómetros a través de la trayectoria del meteoro. El trineo de un metro de ancho cubría una superficie de 0,01 kilómetros cuadrados, lo que implica que si el meteoro tuviera la mitad de su tamaño no habríamos notado una concentración de esférulas de IM1 en relación con el fondo en las zonas de control. Además, con una distribución de tamaños de ley de potencia, cabe esperar muy pocas esférulas grandes. Por ejemplo, si hay la misma cantidad de masa en las esférulas grandes que en las pequeñas, el número de esférulas que son el doble de grandes se reducirá en un factor de 8. Esto implica que muy rápidamente uno se queda sin esférulas. En la pasada 8, la más larga, encontramos 10 esférulas de tamaño de medio milímetro. Esto significa que no debemos esperar más de aproximadamente una esférula con un tamaño superior a un milímetro.

En los últimos días me he dedicado a interpretar los resultados preliminares del diagnóstico de nuestra cosecha de esférulas. A nuestro regreso a Estados Unidos, visitamos la Universidad de Berkeley y utilizamos el microscopio electrónico para obtener imágenes de las esférulas. En total hemos recogido hasta ahora más de 50 esférulas que tenemos previsto analizar la semana que viene con instrumentos de última generación en Harvard. Mi hija Lotem, que ha sido admitida en el Harvard College, dedicará unas prácticas de verano a buscar la población de esférulas más pequeñas en el material que hemos recuperado.

Por ahora, hemos estudiado cinco esférulas con un microscopio electrónico de barrido y espectroscopia de masas por ablación láser en la UC Berkeley. La composición de las esférulas a lo largo de la trayectoria del meteoro procede siempre de la misma fuente, mientras que las esférulas de la región de control tenían una morfología y composición diferentes. La composición del meteoro coincide con los resultados del analizador de fluorescencia de rayos X de la nave (84% de hierro, nada de níquel y algunos oligoelementos como 8% de silicio, 5% de magnesio y 2% de titanio). Curiosamente, las esférulas del meteoro muestran indicios de un rápido calentamiento con dendritas superficiales cuya separación espacial puede utilizarse para estimar la temperatura máxima que alcanzaron en la bola de fuego. También observamos una estructura interna de esferas dentro de esferas, como muñecas rusas, lo que implica eventos de fusión jerárquica de gotitas durante la explosión.

Pero lo más interesante es que la espectroscopia de masas reveló la presencia de uranio (U) y plomo (Pb). El isótopo U238 se desintegra en Pb206 con una vida media de 4.470 millones de años y el U235 se desintegra en Pb107 con una vida media de 0.710 millones de años. Esto nos permite estimar la edad de las esférulas de dos maneras independientes.

Basándome en la abundancia medida de U238, Pb206, U235 y Pb207, he calculado que las dos esférulas de la trayectoria del meteorito (derivadas de las series 8 y 19) tienen una edad del orden de la edad del universo (14.000 millones de años) mientras que la esférula de control (encontrada en la serie 17 fuera de la caja de localización del DoD) tiene una edad del orden de la edad del sistema solar (unos pocos miles de millones de años). En las próximas semanas examinaremos más a fondo cualquier indicio de que las esférulas sean diferentes de los materiales del sistema solar. Esto constituirá una prueba independiente del origen interestelar de IM1, además de su velocidad medida.

La expedición demuestra cómo debe hacerse ciencia. Impulsada por la curiosidad y el asombro, sobre un tema de gran interés para el público, buscando pruebas para hallar la verdad y encontrándola a pesar de todo tras un esfuerzo heroico de un equipo de profesionales entregados.

Más de dos millones de lectores siguieron mis 34 crónicas de la expedición, lo que provocó una avalancha de correos electrónicos. He aquí algunos ejemplos [hemos omitido los correos a los que se refiere Loeb por su extensión y porque varios de ellos ya se tradujeron en las entradas del diario de la Expedición Interestelar. N del T].

No hay mayor recompensa que leer estos mensajes.

En mi última clase del semestre de primavera en la Universidad de Harvard, pedí consejo a mis alumnos sobre qué hacer si encontrábamos un artilugio extraterrestre. La mitad de la clase recomendó pulsar botones en él y la otra mitad expresó cautela. Cuando uno de los alumnos preguntó: "¿Qué haría usted, profesor Loeb?", respondí: "Lo llevaría a un laboratorio y lo estudiaría antes de ocuparme de él".

Estamos empezando a hacer planes para la próxima expedición, en la primavera de 2024. Las esférulas sirven como románticos pétalos de rosa que nos conducen a un compañero, que en nuestro caso es una posible gran reliquia de IM1. Encontrarla será de gran valor para revelar su origen natural o tecnológico.

A lo largo de mi carrera me he centrado en la astrofísica teórica. Elegí dirigir esta expedición porque aborda una cuestión fundamental de gran importancia para el futuro de la humanidad: "¿Estamos solos?" No se trata de una cuestión filosófica. Un dispositivo tecnológico podría estar al escondido a 2 kilómetros bajo la superficie del océano con la respuesta. Si es así, ¡lo encontraremos!

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