Relación
deuterio/hidrógeno (D/H) en metano (CH4) y otras moléculas dentro y fuera del
sistema solar. (Crédito de la imagen: N. Roth et al. 2026)
El
hidrógeno es el elemento más abundante del universo, compuesto por un electrón
y un protón. El deuterio incluye un neutrón además del protón en su núcleo. En
los primeros veinte minutos después del Big Bang, se generó una abundancia
primordial de un átomo de deuterio por cada 40 000 átomos de hidrógeno.
Esta relación de abundancia es similar a la que se encuentra en el Sol o
Júpiter. La Tierra tiene una mayor abundancia, con aproximadamente un átomo de
deuterio por cada 6500 átomos de hidrógeno en el agua de mar. El deuterio se
puede extraer del agua de mar a bajo costo, lo que lo convierte en un
combustible de fusión abundante que podría satisfacer las necesidades humanas
durante millones de años.
En
1942, durante las primeras discusiones del Proyecto Manhattan, Edward Teller
preguntó si las temperaturas extremas de la explosión de una bomba atómica de
fisión podrían provocar la fusión del deuterio presente en los océanos y la
destrucción de nuestro planeta. Hans Bethe demostró que esta reacción en cadena
hipotética era extremadamente improbable, ya que calculó que las pérdidas de
energía por radiación superarían con creces cualquier energía obtenida por
fusión, lo que provocaría que dicha reacción se extinguiera.
El
deuterio actúa como fuente principal de combustible para la fusión nuclear
debido a su alto rendimiento energético y su relativa facilidad de reacción. En
los experimentos de fusión, el deuterio se utiliza comúnmente mezclado con
tritio (que posee dos neutrones además del protón en su núcleo), una
combinación que se enciende a la temperatura más baja posible en comparación
con otros combustibles de fusión. La fusión de un núcleo de deuterio con un
núcleo de tritio crea un núcleo de helio-4 y un neutrón de alta energía.
¿Cuál
es la abundancia de deuterio en el objeto interestelar 3I/ATLAS?
Recientemente,
dos nuevos estudios utilizaron datos espectroscópicos del telescopio Webb para
deducir una fracción extremadamente alta de deuterio en dos moléculas extraídas
por 3I/ATLAS. Encontraron un átomo de deuterio por cada 100 átomos de hidrógeno
en agua (H₂O) y un átomo de deuterio por cada 30 átomos de hidrógeno en la
molécula orgánica de metano (CH₄) alrededor de 3I/ATLAS.
Relaciones
isotópicas observadas en el agua (H₂O) extraída por 3I/ATLAS, comparadas con
observaciones galácticas y del Sistema Solar para D/H (arriba) y ¹²C/¹³C
(abajo). (Crédito de la imagen: M. Cordiner et al. 2026)
El
primer artículo, publicado el 6 de marzo de 2026, analizó datos
espectroscópicos del agua en la columna de gas alrededor de 3I/ATLAS y determinó
un enriquecimiento de D/H = (0,95 ± 0,06) %, que es más de un orden de magnitud
superior al de todos los cometas conocidos. Además, se informó que las
proporciones de 12C/13C (141–191 para CO2 y 123–172 para CO) superaban los
valores típicos encontrados en el Sistema Solar y en nubes interestelares y
discos protoplanetarios cercanos.
Hoy,
24 de marzo de 2026, un nuevo artículo informó de un valor inesperadamente alto
de D/H = (3,31 ± 0,34) % para la molécula orgánica de metano (CH4) desprendida
por 3I/ATLAS. Esta abundancia es tres órdenes de magnitud mayor que la encontrada
en el metano de los planetas del sistema solar y muy superior a los valores de
los cometas o meteoritos. En particular, es 14 veces mayor que el valor medido
en el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko por la sonda Rosetta.
Los
autores de ambos artículos sugieren que las proporciones D/H extremadamente
altas del agua y el metano en 3I/ATLAS son una consecuencia natural de su
formación en un entorno frío por debajo de los 30 grados Kelvin, dentro de un
disco protoplanetario hace unos 10-12 mil millones de años.
Sin
embargo, como demostré en un artículo reciente aquí, la asociación de 3I/ATLAS
con la rara población de estrellas antiguas pobres en metales es insostenible,
ya que no poseen una reserva suficientemente grande de elementos pesados.
También cabe recordar que los discos protoplanetarios antiguos no podían ser
más fríos que la radiación cósmica de fondo de microondas en el momento de su
formación, que a un corrimiento al rojo de aproximadamente 10 tenía una
temperatura de 30 grados Kelvin.
Por
lo tanto, surge una pregunta importante: dado que el deuterio es combustible
para la fusión nuclear, ¿podría su sobreabundancia en 3I/ATLAS indicar una
señal tecnológica?
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