Somos polvo de estrellas

Carl Sagan decía que “somos polvo de estrellas” y tiene razón, literalmente lo somos. Cada átomo de cada molécula que forma las células de nuestro cuerpo, excepto el hidrógeno que se formó poco después del Big Bang, vino de las estrellas.

Todos, absolutamente todos los elementos químicos naturales, fueron creados o estuvieron en el interior de una: el hierro en las proteínas de hemoglobina que dan el color rojo a nuestra sangre, el calcio que componen la estructura ósea que nos mantiene en pie, los átomos de oxígeno y nitrógeno que respiramos y nos mantienen con vida, fueron creados o vinieron de estos astros. Pero, ¿cómo llegaron hasta aquí? ¿Dónde y cómo se formaron?

This image captures the route from the Residencia — the guesthouse for visitors to ESO’s Paranal Observatory— to the breathtaking heart of the Milky Way, which covers the entire night sky. The site shown here is Cerro Paranal, home to ESO’s Very Large Telescope (VLT), a telescope comprising four 8.2-metre Unit Telescopes. The VLT can also act as an interferometer in the form of the appropriately-named VLT Interferometer, or VLTI, by gathering additional light from four smaller Auxiliary Telescopes, which can be independently moved around and placed in different configurations. One of these Auxiliary Telescopes is shown in this image, gazing at the sky with its dome wide open. The road from the observatory to the Residencia appears as a shining thread, weaving amongst the rocky outcrops and hills of the desert environment. The yellow glow is caused by dim security lights — the street lighting is kept to a minimum in order to avoid unnecessary light pollution. ESO/B. Tafreshi (twanight.org)

El principal combustible de las estrellas es el hidrógeno y mediante cadenas de reacciones nucleares, poco a poco estas convierten elementos ligeros en pesados: la fusión de hidrógeno forma helio, el helio se fusiona y forma berilio y carbono, la fusión de carbono y berilio produce oxígeno, neón, sodio y magnesio. De la fusión de oxígeno se produce más magnesio, silicio, fósforo y azufre, etc.

A medida que ocurren estas reacciones, se producen grandes cantidades de energía y los núcleos de las estrellas se hacen más densos. La estructura de estas es parecida a una cebolla, donde las capas están formadas por elementos y hacia el centro estos son más pesados.

Sin embargo, la formación de elementos no es infinita. Una vez que se produce hierro, las estrellas son incapaces de fusionarlo. Es más, esta reacción no produce energía, sino que la necesita para transformar ese elemento en algo más pesado. Así, las reacciones nucleares se detienen cuando el hierro es creado.

This artist’s impression shows what the very distant young galaxy A2744_YD4 might look like. Observations using ALMA have shown that this galaxy, seen when the Universe was just 4% of its current age, is rich in dust. Such dust was produced by an earlier generation of stars and these observations provide insights into the birth and explosive deaths of the very first stars in the Universe.

No todas las estrellas pueden formar elementos hasta el hierro pero, para decirlo de una manera sencilla, cuanto más alta es la masa de ellas, pueden crear elementos más pesados. Por ejemplo Rigel, la estrella blanca-azulada en la constelación de Orión, tiene unas 17 veces la masa del Sol y dentro de ella se formarán elementos como cromo y hierro. Por otro lado, un astro de baja masa como el Sol, que tiene unas 2,000 cuatrillones de toneladas, sólo podrá formar elementos tan pesados como magnesio, pero no fusionarlos.

Cuando una estrella de baja masa está por morir no puede mantener consigo la mayor parte de sus capas y se hincha, esto provoca que se vuelva rojiza y casi al final expulsa mucho de su material. Muchos de los elementos que formó llegan a regiones donde pronto nuevas estrellas se formarán.

Por su parte una mucho más masiva que el Sol, como Rigel, muere violentamente una vez que logra formar hierro en su núcleo, pues las reacciones nucleares se detienen y el equilibrio entre sus capas se rompe súbitamente. Es como quitarle los cimientos a un edificio. Conforme el núcleo de la estrella colapsa, una onda de choque empuja hacia afuera el material cayendo. Cuando ésta logra llegar a la superficie, se libera una cantidad enorme de energía y la luz que emite equivale a la de todas las estrellas de una galaxia.

La explosión, conocida como supernova, impulsa casi toda la masa de la estrella a velocidades de miles de kilómetros por segundo. Justo después de la explosión se forman elementos más pesados que el hierro, y al igual que las de baja masa, el material arrojado sirve para formar más astros. Pero la historia no termina aquí:

Hubo una galaxia en la que nacían y morían estrellas, grandes y pequeñas. Al final de sus vidas lanzaban material, elementos químicos a distancias enormes. Un día, de este material y más hidrógeno nacieron nuevas estrellas, todas con elementos químicos creados por sus antiguas compañeras antes de morir. Una de estas creció y formó varios planetas a su alrededor, del mismo material que antiguos astros tuvieron. En algún momento, por una razón que aún no entendemos del todo, en uno de estos planetas surgió vida. Durante millones de años, esta se desarrolló y logró formar organismos complejísimos, millones de ellos. Uno de esos organismos llegó a tal complejidad que fue capaz de preguntarse a sí mismo de dónde venía, de que estaba hecho, qué había dentro de él, de las estrellas y de qué estaba hecho el universo. En algún momento, no hace más de 500 años, este organismo fue capaz de comenzar a contestar acertadamente algunas de las muchas preguntas que tenía. Para esto utilizo algo que llamó ciencia. Una de las respuestas fue: estamos formados del mismo material con que están hechas las estrellas.

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