A través de simulaciones computarizadas, un equipo de investigación del Centro de Investigación de Iones Pesados (GSI), en Alemania, junto con científicos de Bélgica y Japón, ha logrado demostrar que la síntesis de elementos pesados es típica de agujeros negros con los llamados discos de acreción.
Como sugiere su nombre, el disco de acreción es una estructura en forma de disco, la cual se encuentra alrededor de un objeto cósmico masivo. Está compuesto de gas y polvo y gira en torno del cuerpo celeste central.
El estudio echa luz en la composición interna de tales discos de acreción, particularmente con respecto a las condiciones necesarias para el surgimiento de un exceso de neutrones. Un número elevado de neutrones es un requisito básico para la síntesis de elementos pesados, ya que posibilita el proceso de captura de neutrones rápidos, más conocido como proceso R. En particular los neutrinos desempeñan papel clave en este proceso, ya que permiten la conversión entre protones y neutrones.
Sin embargo, si el disco tiene una masa muy grande, los neutrones recapturan más neutrinos antes de que abandonen el disco. Estos neutrones luego se vuelven a convertir en protones, lo que dificulta el proceso.
La investigación reveló que «la masa óptima del disco para una producción prolífica de elementos pesados es de aproximadamente 0,01 a 0,1 masas solares». Los resultados encontrados proporcionan una fuerte evidencia de que las fusiones de estrellas de neutrones que producen discos de acreción con estas masas podrían ser el punto de origen de una gran parte de los elementos pesados.