Estrellas: fábricas de elementos químicos

Juan Miguel Amuedo Maestre »

Nuestro cuerpo, las rocas, el aire que respiramos, el vidrio de la pantalla a través de la cual usted está leyendo este artículo, todo está constituido por átomos.

¿Pero, cómo se forman los distintos átomos que conforman nuestro entorno? ¿De dónde proceden los átomos que constituyen nuestro cuerpo? Carl Sagan, científico y pensador del siglo XX dijo: “Somos polvo de estrellas”. ¿Qué quiso decir con esto? ¿Es cierto?

El universo que conocemos comenzó con una gran explosión llamada Big Bang. A partir de esta gran explosión se crearon los protones, neutrones y electrones, que pasaron a combinarse para formar hidrógeno y helio. El resultado de la gran explosión es una gran nube de materia (principalmente hidrógeno y helio) en expansión, que poco a poco empieza a condensarse para formar estrellas por colapso gravitacional.

A medida que la protoestrella va atrayendo el material, va aumentado la presión y la temperatura del interior. A temperaturas tan altas como las que se dan en el núcleo de una estrella, las velocidades de los átomos es tal que chocan entre ellos (la fuerza de su movimiento supera a la fuerza repulsiva), provocando la fusión de átomos de hidrógeno para obtener helio.

Cuando la estrella ha consumido el hidrógeno de su núcleo, empieza a fusionar helio para obtener carbono y en menor cantidad oxígeno. Según su tamaño, una estrella podrá fusionar elementos más ligeros o más pesados. Cuanto mayor sea su tamaño, mayor será su fuerza de gravedad, la cual comprimirá aún más los átomos, aumentado así la temperatura interior. A mayor temperatura, mayor velocidad de los átomos, y por tanto, se producirá la fusión de elementos más pesados; una estrella del tamaño del sol no fusionará más allá del oxígeno, pero una estrella masiva puede seguir fusionando hasta llegar al hierro.

Así, una estrella masiva va sintetizando helio, carbono, oxígeno, neón, magnesio, silicio, y finalmente hierro. Estos son los elementos que se sintetizan principalmente, aunque en menor proporción también se sintetizan otros elementos, eso sí, siendo estos últimos más ligeros que el hierro. Una vez que la estrella comienza a producir hierro ya no fusionará más, y el núcleo se vuelve inestable.

La fuerza de la gravedad, que comprime la estrella, es rebajada por la energía provocada por la fusión de átomos, que escapa radialmente hacia fuera. Los átomos de hierro absorben parte de esa energía, con lo que la gravedad comprime la estrella, aplastando los átomos unos contra otros. El aumento exponencial de la densidad provocada por este aplastamiento impide que la energía sea liberada, acumulándose en el interior de la estrella. La acumulación de energía hace que la estrella explote (supernova).

Durante una supernova se genera suficiente calor como para fusionar los elementos más pesados que el hierro, como el cobalto, el níquel, el oro, el platino, el uranio, etc. Esta explosión, al durar poco, apenas 10 o 15 segundos, hace que estos elementos más pesados sean menos frecuentes, como es el caso del oro.

Con una supernova, todos los elementos sintetizados se esparcen por el espacio, provocando la formación de nebulosas. Las nebulosas, que contienen todos estos elementos, se vuelven a condensar, creando nuevas estrellas, planetas, etc.

El proceso se va repitiendo una y otra vez, por lo que en cada generación de estrellas se dispondrá de una menor cantidad del elemento principal que activa las reacciones nucleares en las estrellas, el hidrógeno. Así, en un futuro muy lejano, ya no se formarán más estrellas, por lo que el universo se irá enfriando lentamente hasta que explote la última estrella.

Sabido esto, podemos decir que somos “polvo de estrellas”. Cada átomo de nuestro cuerpo se formó en el interior de una estrella. El hierro que circula por nuestra sangre, el oxígeno que respiramos, la plata, el oro… Todo lo que nos rodea se originó en las estrellas.