El decaimiento de Tl a altas temperaturas aclara la datación de Pb en el Sistema Solar temprano

Área de la Ciencia:

• La astrofísica nuclear
• Cosmoquímica
• Nucleosíntesis estelar

Sus antecedentes:

• Los núcleos radiactivos de larga duración en los meteoritos ofrecen información sobre la formación y la nucleosíntesis del Sol.
• El plomo-205 (Pb-205) se sintetiza a través de capturas lentas de neutrones (proceso s) en estrellas gigantes de rama asintótica (AGB), pero sus predicciones de abundancia están limitadas por tasas de decaimiento inciertas.
• Las tasas de desintegración precisas para Pb-205 y Thallium-205 (Tl-205) son cruciales para comprender las cronologías tempranas del Sistema Solar.

Objetivo del estudio:

• Para limitar experimentalmente las tasas de desintegración de Pb-205 y Tl-205 a temperaturas estelares.
• Para determinar el tiempo de aislamiento del material solar dentro de su nube molecular madre.
• Para validar el sistema de desintegración Pb-205/Tl-205 como un cronómetro para el sistema solar temprano.

Principales métodos:

• Se midió por primera vez la desintegración beta-menos en estado ligado de Tl-205 totalmente ionizado (Tl-205 ^ 81 +).
• Utilizó modelos estelares AGB con tasas de decaimiento experimentalmente restringidas para calcular los rendimientos de Pb-205.
• Modelos integrados de evolución química galáctica (GCE) con rendimientos calculados y relaciones isotópicas de meteoritos (Pb-205/Pb-204) para determinar los tiempos de aislamiento.

Principales resultados:

• Se encontró que la vida media medida de Tl-205^81+ era 4,7 veces más larga que las estimaciones teóricas, con una incertidumbre experimental del 10%.
• Los nuevos rendimientos de Pb-205 se calcularon utilizando tasas de descomposición validadas experimentalmente.
• Se determinaron tiempos de aislamiento positivos, consistentes con otros núcleos radiactivos de corta duración en el Sistema Solar temprano.

Conclusiones:

• El estudio resuelve una importante limitación de la física nuclear en la predicción de las abundancias de Pb-205.
• Los hallazgos apoyan el nacimiento del Sol en una nube molecular gigante de larga duración.
• El sistema de desintegración Pb-205/Tl-205 se confirma como un valioso cronómetro para el sistema solar temprano.