La cocina de una estrella
Unos minutos después del Big Bang, el universo ya tenía listo un conjunto muy escaso: hidrógeno, helio y trazas de litio. No existían ni el oxígeno, ni el carbono, ni el calcio: los átomos que componen tu cuerpo en su mayor parte simplemente aún no existían.
Una estrella funciona como un horno bajo su propio peso. La gravedad comprime el núcleo, la temperatura aumenta y los núcleos ligeros se fusionan para formar otros más pesados. Cuando se acaba un combustible, el núcleo se comprime aún más y se enciende el siguiente, pero cada uno arde a mayor temperatura y más rápido que el anterior. Al final de su vida, una estrella masiva está organizada como una cebolla, por capas.
- Núcleo de hierro: la fusión ya no produce energía
- Silicio → hierro: alrededor de 1 día
- Oxígeno y neón: meses
- Carbono: cientos de años
- Hidrógeno → helio: millones de años
En el hierro, la cadena se rompe: su núcleo es el más estable y, a partir de ahí, la fusión no libera energía, sino que la consume. El sostén desaparece, el núcleo colapsa en menos de 1 segundo y una onda de choque dispersa la envoltura por la galaxia. Todo lo que la estrella fabricó durante millones de años acaba en el gas interestelar, como materia prima para los planetas futuros. Así se dispersan el oxígeno y el silicio, acumulados en capas antes del colapso. Pero una explosión no es la única vía de salida: el carbono de tus proteínas casi nunca fue expulsado por una explosión; el viento estelar lo expulsó suavemente de estrellas pequeñas al final de sus vidas, mientras que alrededor de la mitad del hierro, ese mismo que ahora transporta oxígeno por tu sangre, procede de explosiones de enanas blancas.
De qué está hecho tu cuerpo
Si descomponemos tu cuerpo por masa, casi dos tercios son oxígeno, principalmente como parte del agua. Después viene el carbono, que forma cada proteína. El calcio sostiene tus huesos, y el hierro representa una fracción del 1% de tu cuerpo, pero es el que transporta el oxígeno en tu sangre.
Si cuentas átomos en lugar de masa, el panorama cambia: aproximadamente 6 de cada 10 átomos de tu cuerpo son de hidrógeno. Es ligero, por lo que apenas influye en tu masa.
Y este hidrógeno es el mismo de los primeros minutos del universo: nunca ha pasado por el núcleo de una estrella. En cambio, casi todo el resto del peso de tu cuerpo sí pasó por un horno estelar.
Cómo lo sabemos
En 1952, Paul Merrill distinguió líneas de tecnecio en los espectros de varias gigantes rojas. El tecnecio no tiene isótopos estables: el que se ve en las estrellas se desintegra en cientos de miles de años, mientras que una estrella vive miles de millones. Así que no estaba allí cuando nació la estrella: se está formando allí mismo ahora.
La segunda prueba llegó en 2017, cuando los astrónomos captaron la fusión de dos estrellas de neutrones y lograron observar su resplandor posterior. Se apagó exactamente como debería apagarse una nube de elementos pesados recién creados; el estroncio se identificó con certeza por sus líneas, mientras que el oro y el platino se identificaron por el patrón general. Según estas observaciones, el oro y los demás elementos más pesados nacen precisamente en fusiones de este tipo.
Elementos forjados en estrellas: evidencia sólida; origen del oro: menos claro
¿Por qué una estrella no puede obtener energía fusionando núcleos más pesados que el hierro?
¿De dónde procede el hierro que transporta oxígeno por tu sangre?
Fuentes
- Merrill, 1952: tecnecio en los espectros de estrellas de tipo S
- observaciones de la kilonova posterior a la fusión GW170817, 2017. Carl Sagan, «Cosmos»: «Estamos hechas de materia estelar»
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