«Este es uno de los estudios más emocionantes en los que he trabajado», dice Philipp Heck, conservador del Museo Field, profesor asociado de la Universidad de Chicago y autor principal de un artículo que describe los hallazgos en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. «Se trata de los materiales sólidos más antiguos jamás encontrados, y nos hablan de cómo se formaron las estrellas en nuestra galaxia».

Los materiales que Heck y sus colegas examinaron se denominan granos presolares -minerales formados antes de que naciera el Sol-. «Son muestras sólidas de estrellas, auténtico polvo estelar», dice Heck. Estos trozos de polvo estelar quedaron atrapados en meteoritos donde permanecieron inalterados durante miles de millones de años, lo que los convierte en cápsulas de tiempo de la época anterior al sistema solar..

Pero los granos presolares son difíciles de conseguir. Son raros, sólo se encuentran en un cinco por ciento de los meteoritos que han caído en la Tierra, y son diminutos: cien de los más grandes cabrían en el punto final de esta frase. Pero el Museo Field posee la mayor parte del meteorito Murchison, un tesoro de granos presolares que cayó en Australia en 1969 y que los habitantes de Murchison, Victoria, pusieron a disposición de la ciencia. Los granos presolares para este estudio fueron aislados del meteorito Murchison para este estudio hace unos 30 años en la Universidad de Chicago.

«Se empieza por triturar fragmentos del meteorito hasta convertirlos en polvo», explica Jennika Greer, estudiante de posgrado en el Museo Field y la Universidad de Chicago y coautora del estudio. «Una vez que todos los trozos están segregados, es una especie de pasta, y tiene una característica acre: huele a mantequilla de cacahuete podrida»

Esta «pasta de meteorito de mantequilla de cacahuete podrida» se disolvió después con ácido, hasta que sólo quedaron los granos presolares. «Es como quemar el pajar para encontrar la aguja», dice Heck.

Una vez aislados los granos presolares, los investigadores averiguaron de qué tipos de estrellas procedían y qué edad tenían. «Utilizamos los datos de la edad de exposición, que básicamente mide su exposición a los rayos cósmicos, que son partículas de alta energía que vuelan a través de nuestra galaxia y penetran en la materia sólida», explica Heck. «Algunos de estos rayos cósmicos interactúan con la materia y forman nuevos elementos. Y cuanto más tiempo están expuestos, más elementos se forman.

«Lo comparo con poner un cubo en una tormenta. Suponiendo que la lluvia es constante, la cantidad de agua que se acumula en el cubo te dice cuánto tiempo estuvo expuesto», añade. Al medir cuántos de estos nuevos elementos producidos por los rayos cósmicos están presentes en un grano presolar, podemos saber cuánto tiempo estuvo expuesto a los rayos cósmicos, lo que nos indica su edad.

Los investigadores descubrieron que algunos de los granos presolares de su muestra eran los más antiguos jamás descubiertos: según la cantidad de rayos cósmicos que habían absorbido, la mayoría de los granos debían tener entre 4.600 y 4.900 millones de años, y algunos tenían incluso más de 5.500 millones de años. Para contextualizar, nuestro Sol tiene 4.600 millones de años y la Tierra 4.500 millones.

Pero la edad de los granos presolares no era el final del descubrimiento. Dado que los granos presolares se forman cuando una estrella muere, pueden informarnos sobre la historia de las estrellas. Y hace 7.000 millones de años, aparentemente hubo una gran cosecha de nuevas estrellas en formación, una especie de baby boom astral.

«Tenemos más granos jóvenes de los que esperábamos», dice Heck. «Nuestra hipótesis es que la mayoría de esos granos, que tienen entre 4.900 y 4.600 millones de años, se formaron en un episodio de mayor formación estelar. Hubo un momento, antes del inicio del Sistema Solar, en el que se formaron más estrellas de lo normal».

Este hallazgo es motivo de debate entre los científicos sobre si se forman o no nuevas estrellas a un ritmo constante, o si hay altibajos en el número de nuevas estrellas a lo largo del tiempo. «Algunos piensan que el ritmo de formación estelar de la galaxia es constante», dice Heck. «Pero gracias a estos granos, ahora tenemos pruebas directas de un periodo de mayor formación estelar en nuestra galaxia hace siete mil millones de años con muestras de meteoritos. Este es uno de los hallazgos clave de nuestro estudio».

Heck señala que esto no es lo único inesperado que encontró su equipo. Casi como una nota secundaria a las preguntas principales de la investigación, al examinar la forma en que los minerales de los granos interactuaban con los rayos cósmicos, los investigadores también aprendieron que los granos presolares a menudo flotan por el espacio pegados en grandes grupos, «como la granola», dice Heck. «Nadie pensaba que esto fuera posible a esa escala».

Heck y sus colegas esperan que todos estos descubrimientos amplíen nuestro conocimiento de nuestra galaxia. «Con este estudio, hemos determinado directamente los tiempos de vida del polvo estelar. Esperamos que esto sea recogido y estudiado para que la gente pueda utilizarlo como entrada para los modelos de todo el ciclo de vida galáctico», dice.

Heck señala que quedan vidas de preguntas por responder sobre los granos presolares y el Sistema Solar primitivo. «Ojalá tuviéramos más gente trabajando en ello para aprender más sobre nuestra galaxia natal, la Vía Láctea», dice.

«Una vez que se aprende sobre esto, ¿cómo quieres estudiar otra cosa?», dice Greer. «Es impresionante, es lo más interesante del mundo».

«Siempre quise hacer astronomía con muestras geológicas que pudiera tener en la mano», dice Heck. «Es muy emocionante observar la historia de nuestra galaxia. El polvo de estrellas es el material más antiguo que ha llegado a la Tierra, y a partir de él podemos aprender sobre nuestras estrellas madre, el origen del carbono en nuestros cuerpos, el origen del oxígeno que respiramos. Con el polvo de estrellas, podemos rastrear ese material hasta la época anterior al Sol».

«Es lo más parecido a poder tomar una muestra directamente de una estrella», dice Greer.

En este estudio han colaborado investigadores del Field Museum, la Universidad de Chicago, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, la Universidad de Washington, la Facultad de Medicina de Harvard, la ETH de Zúrich y la Universidad Nacional de Australia. La financiación fue proporcionada por la NASA, la Fundación TAWANI, la Fundación Nacional de la Ciencia, el Departamento de Energía, la Fundación Nacional de la Ciencia de Suiza, el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico de Brasil y el Comité de Financiación de Ciencias y Becas del Museo Field.