Bucătăria din interiorul unei stele
La câteva minute după Big Bang, Universul avea pregătit un set foarte sărăcăcios: hidrogen, heliu și urme de litiu. Nu existau nici oxigen, nici carbon, nici calciu - atomii din care e alcătuită cea mai mare parte din tine pur și simplu nu existau încă.
O stea funcționează ca un cuptor comprimat sub propria greutate. Gravitația comprimă nucleul, temperatura crește, iar nucleele ușoare fuzionează și formează unele mai grele. Când un combustibil se termină, nucleul se comprimă și mai mult și se aprinde următorul - dar fiecare arde la o temperatură mai mare și mai repede decât precedentul. Spre sfârșitul vieții, o stea masivă este alcătuită din straturi, ca o ceapă.
- Nucleu de fier - fuziunea nu mai eliberează energie
- Siliciu → fier: aproximativ o zi
- Oxigen și neon: luni
- Carbon: sute de ani
- Hidrogen → heliu: milioane de ani
La fier, lanțul se rupe: nucleul său este cel mai strâns legat, iar fuziunea elementelor mai grele nu mai eliberează energie, ci consumă energie. Sprijinul dispare, nucleul se prăbușește în mai puțin de o secundă, iar unda de șoc împrăștie învelișul în toată galaxia. Tot ce a produs steaua de-a lungul milioanelor de ani ajunge în gazul interstelar, materie primă pentru viitoarele planete. Așa sunt împrăștiate oxigenul și siliciul, produse în straturi înainte de prăbușire. Dar explozia nu este singura cale spre exterior: carbonul din proteinele tale, de cele mai multe ori, nu a ajuns nicăieri printr-o explozie. A fost pur și simplu purtat de vântul stelar al unor stele mici, spre sfârșitul vieții lor, în timp ce aproximativ jumătate din fier, chiar fierul care acum transportă oxigenul prin sângele tău, provine din exploziile piticelor albe.
Din ce ești făcut
Dacă îți descompui corpul după masă, aproape două treimi sunt oxigen, în principal sub formă de apă. Urmează carbonul, din care este alcătuită fiecare proteină. Calciul îți susține oasele, iar fierul reprezintă doar o fracțiune de procent din corpul tău, dar el transportă oxigenul în sânge.
Dacă numeri atomii, nu masa, imaginea se răstoarnă: aproximativ 6 atomi din 10 din tine sunt hidrogen. Este ușor, așa că influențează foarte puțin masa corpului tău.
Iar acest hidrogen este chiar hidrogenul din primele minute ale Universului: nu a trecut niciodată prin interiorul unui nucleu stelar. Însă aproape toată masa rămasă a corpului tău a trecut printr-un cuptor stelar.
De unde știm
În 1952, Paul Merrill a observat linii de tehnețiu în spectrele mai multor gigante roșii. Tehnețiul nu are izotopi stabili: cel vizibil în stele se dezintegrează în sute de mii de ani, în timp ce o stea trăiește miliarde de ani. Așadar, nu era acolo când s-a născut steaua, ci este produs chiar acum în interiorul ei.
A doua dovadă a apărut în 2017, când astronomii au surprins fuziunea a două stele neutronice și au reușit să observe strălucirea de după. Aceasta s-a stins exact așa cum ar trebui să se stingă un nor de elemente grele abia create; stronțiul a fost identificat cu certitudine după liniile sale, iar aurul și platina după imaginea de ansamblu. Aceste observații sugerează că aurul și celelalte elemente cele mai grele se nasc tocmai în astfel de fuziuni.
Elementele făurite în stele, dovezi solide; originea aurului, dovezi mai slabe
De ce nu poate o stea să obțină energie fuzionând nuclee mai grele decât fierul?
De unde provine fierul care transportă oxigenul în sângele tău?
Surse
- Merrill, 1952, tehnețiu în spectrele stelelor de tip S
- observații ale kilonovei de după fuziunea GW170817, 2017. Carl Sagan, „Cosmos”: „Suntem făcuți din materie stelară”
Urmează în seria „Viața în univers”
2 articole integral pe site, încă 3 în aplicație
