Somos polvo de estrellas...

Cuantas veces habéis escuchado o incluso usado esta expresión?
La semana pasada, mientras preparaba una clase de divulgación me di cuenta que probablemente mucha gente que usa esta frase no entiende plenamente su significado... Y vosotros?

El primer detalle interesante de esta frase es que es cierta a nivel científico: si las primeras estrellas no se hubiesen encendido, la materia de la que estamos hechos, y por lo tanto nosotros mismos, no existiría!

Durante los primeros momentos del Universo solo se consiguieron crear una pequeña cantidad (menos del 10% del total) de los átomos mas ligeros (se llegó hasta el Berilio que es el cuarto) mientras que el resto se quedó en forma de Hidrógeno que es el elemento mas sencillo (protón+electrón). Y después de este momento, durante 200 millones de años, el Universo siguió enfriándose en la oscuridad.

Pero entonces, donde se crearon el resto de los elementos si el universo seguía enfriándose? Las primeras estrellas se encendieron hace unos 13500 millones de años y en su interior se volvieron a dar las condiciones para que se iniciara de nuevo el proceso de fusión (la creación de elementos mas pesados a partir de otros mas ligeros). Crear elementos mas pesados produce energía, que en nuestro caso es la luz que recibimos del Sol y que a su vez sirve para evitar que la materia que forma la estrella (en su mayor parte Hidrógeno) se hunda hacia el centro debido a su propio peso.

Interior típico de las primeras estrellas o de estrellas como nuestro Sol.

Las primeras estrellas estaban formadas sólo por Hidrógeno y en su centro hacia tanto calor y la presión era tan alta que los átomos de Hidrógeno se unían para forma el siguiente elemento que es el Helio. Al aumentar poco a poco la cantidad de Helio en el centro, se aumenta la presión y la temperatura, hasta que llega un momento que hace tanto calor que el Helio empieza a fusionarse para formar Carbono y Oxigeno. Este proceso se va repitiendo con presiones y temperaturas cada vez mas altas y, por lo tanto, elementos cada vez mas pesados: neón, magnesio, silicio,... y así hasta el hierro.

Interior típico de una estrella masiva al final de su vida (Gigante roja), justo antes de que se  produzca una supernova.

Hasta aquí bien, ya tenemos los elementos principales para la vida, como el carbono y el oxigeno, pero de momento os recuerdo que siguen en el centro de las estrellas! Además, de donde provienen el resto de elementos de la tabla periódica que son mas pesados que el hierro?

Las estrellas tienen varias maneras para expulsar parte de su masa, pero os comentaré sólo la mas efectiva y espectacular (también la mas conocida): una supernova. El hierro tiene una particularidad respecto al resto de elementos y es que es uno de los elementos mas estables, es decir, la cantidad de energía necesaria para hacer que se fusione creando elementos mas pesados. Así que cuando empezamos a acumular hierro en el núcleo de la estrella, la presión y la temperatura aumentan como antes, pero nunca llegan a ser lo suficientemente altas como para "encender" el hiero. Al no encenderse, la estrella ya no tiene suficiente energía como para mantener su propio peso así que colapsa (toda la materia empieza a caer hacia el centro debido a la gravedad). En el centro de la estrella esto produce que la presión aumente de forma increíble, destruyendo el hierro de nuevo a partículas elementales como protones y neutrones. Vaya, otra vez como al principio!

Casi, porque las partículas elementales tienen la característica de que pueden ser comprimidas mucho antes de romperse. Este detalle hace que al menos por un momento, el colapso se pare y toda la materia rebote (como cuando dejamos caer una pelota al suelo).  Esto es una supernova, que aunque se suele llamar "explosión" en realidad es un rebote! El proceso es tan catastrófico y potente que destruye completamente la estrella, mandando la materia que la componía, y entre ellas los nuevos elementos creados!, a distancias enormes. Además, durante ese rebote se alcanzan temperaturas tan altas que se crean el resto de los elementos de la tabla periódica (eso si en cantidades mas pequeñas).

Nebulosa del Cangrejo (M1), restos de materia después de una supernova que fue vista en 1054  por astrónomos chinos.

Toda esa materia expulsada, rica en los elementos necesarios para crear la vida que conocemos, se usará para crear nuevas estrellas que, a su vez, producirán en su interior mayor cantidad de estos elementos. Y así hasta que alrededor de una de estas estrellas se produzca un planeta a la distancia justa como para que se pueda crear la vida!

En cierta forma, estas imágenes tan bonitas de supernovas (buscarlas en google si no las conocéis) podemos interpretarlas como las fotos de familia de uno de nuestros antepasados!

Para terminar, os dejo con una reflexión. Existe una frase muy parecida, pero que proviene de un contexto completamente distinto: "Polvo eres y en polvo te convertirás". Es interesante que ambas nos trasmitan la idea de que la vida es algo transitorio y el resultado de un proceso evolutivo...

Hasta el próximo tortu!