La nucleocosmocronología , o cosmocronología nuclear , es una técnica utilizada para determinar escalas de tiempo de objetos y eventos astrofísicos basándose en proporciones observadas de elementos pesados radiactivos y sus productos de desintegración.
Para calcular la edad de formación de los objetos astronómicos, las proporciones observadas de abundancias de nucleidos radiactivos pesados y estables se comparan con las proporciones primordiales predichas por la teoría de la nucleosíntesis . [1] Tanto los elementos radiactivos como sus productos de desintegración son importantes, y algunos elementos importantes incluyen los núcleos radiactivos de larga vida Th-232 , U-235 y U-238 , todos formados por el proceso r . [2] El proceso se ha comparado con la datación por radiocarbono . [2] [3] La edad de los objetos se determina colocando restricciones en la duración de la nucleosíntesis en la galaxia. [2]
La nucleocosmocronología se ha empleado para determinar la edad del Sol (4,57 ± 0,02 mil millones de años) y del disco delgado galáctico (8,8 ± 1,8 mil millones de años), [4] [5] [6] entre otros objetos. También se ha utilizado para estimar la edad de la propia Vía Láctea mediante el estudio de la Estrella de Cayrel en el halo galáctico , que debido a su baja metalicidad , se cree que se formó temprano en la historia de la Galaxia. [7]
Los factores limitantes en su precisión son la calidad de las observaciones de estrellas débiles y la incertidumbre de las abundancias primordiales de los elementos del proceso r . [ cita requerida ]
El primer uso de la cosmocronología nuclear fue en 1929, por Ernest Rutherford , quien, poco después del descubrimiento de que el uranio tiene dos isótopos radiactivos naturales con diferentes vidas medias, intentó usar la relación para determinar cuándo se había producido el uranio. [3] Sugirió que ambos se habían producido en abundancias iguales, asumiendo que se habían producido en un solo momento en el tiempo, y aplicó un argumento basado en suposiciones incorrectas sobre astrofísica para derivar una edad incorrecta de aproximadamente 6 mil millones de años. [3] [ aclaración necesaria ] Fue pionero en la idea de que la edad podía calcularse mediante la relación de las abundancias de elementos parentales radiactivos y sus productos de desintegración estables. [ 3 ]
Según un homenaje escrito por colegas, gran parte de la ciencia moderna de la cosmocronología nuclear surgió del trabajo de John Reynolds y sus estudiantes. [8] [9]
Las técnicas independientes del modelo se desarrollaron en 1970. [3] [ aclaración necesaria ]
Es necesario conocer las proporciones iniciales en las que la nucleosíntesis produce elementos radiactivos progenitores en comparación con los elementos estables en los que se desintegran, antes de que se produzca la desintegración. [10] Estas son las abundancias que tendrían los elementos si los elementos radiactivos progenitores fueran estables y no produjeran núcleos hijos. [10] La relación entre la abundancia de elementos radiactivos y la abundancia que tendrían si fueran estables se denomina resto. [10] La medición de las abundancias actuales de elementos en los objetos, combinada con la teoría de la nucleosíntesis, determina los restos. [10]