Somos polvo de estrella, literalmente. ¿Quieres saber por qué?

Nebulosa¿Alguna vez te has preguntado de qué estás hecho? ¿De dónde han salido tus brazos, piernas, cabeza, tronco y todos los órganos internos que forman tu cuerpo?

Obviando a la cigüeña y la semillita que papá planta en mamá provienes, literalmente, del espacio profundo. Aunque no lo sepas, eres todo un Magallanes interestelar.

El cuerpo humano está compuesto por una fantástica macedonia de átomos. Los tenemos de distintas clases y sabores, pero en general, se pueden resumir en los siguientes:

  • Una buena porción de Hidrógeno (10%) y Oxígeno (65%). El agüita fresca que todos conocemos.
  • Un generoso chorro de Carbono (19%). La estructura básica de la química orgánica que forma los tejidos.
  • Una pizca de Nitrógeno (3%)
  • Espolvorear al gusto con Calcio, Fósforo, Potasio, Azufre, Sodio, Cloro, Magnesio, Hierro y unos pocos elementos más (casi despreciables) hasta obtener un guiso perfecto.

Esta extravagante receta arroja, aproximadamente, la friolera de 6,7 x 1027 átomos (tomando como ejemplo un cuerpo de unos 70 kg). ¡Una cifra descomunal!

Venga, contad conmigo: 1, 2, 3, 4… ¡¡6.700.000.000.000.000.000.000.000.000!! ¿Cuánto habéis tardado? A mi me ha llevado apenas medio minuto (cuento muy rápido). Si es que sois unos aficionados…

Trillones y trillones de átomos trabajando para ti. ¡Y ni siquiera saben que existes! Ellos están ahí, sin más, a sus cosas de átomos mientras tú te preocupas del mundo enorme y moderno.Átomo

Pues bien, esa cantidad ingente de átomos no surgió de la nada. Ni siquiera se originó en la Tierra. Como he mencionado antes, los átomos se crearon en el espacio profundo. Concretamente en las estrellas. Las auténticas fábricas de materia y boyante industria del Universo.

Como dato curioso, mencionar que el Universo que conocemos y que, de alguna manera, palpamos: la Tierra, el Sol, la Vía Láctea, Andrómeda, etc es únicamente el 5% de lo que hay ahí fuera. Claro, el resto es vacío, diréis. ¡Mec! ¡Error! No, el resto no es vacío. Además del vacío, hay muchas más cosas “flotando” por ahí. Hay mucho de materia oscura (27%) y mucho más de energía oscura (65%). Aunque estos nombres parezcan sacados de la saga de Harry Potter, con el innombrable y sus mortífagos, la materia oscura y energía oscura son la manera que tienen los físicos de bautizar a estos singulares fenómenos. No es asunto de este post (quizá en un futuro próximo) y tampoco se sabe mucho acerca sobre su composición y propiedades, así que, de momento los dejaremos aparcados.

El Sol

SunVolviendo al tema principal, pensemos en el Sol: una descomunal bola de gas incandescente que nos proporciona calor. El Sol está compuesto, principalmente, por Hidrógeno (H), el elemento más abundante del Universo y que, al contrario que el resto, se formó directamente en el Big Bang, no en el interior de las estrellas. El Big Bang ocurrió allá por el 13.800 millones de años antes de Cristo; o sea, hace mucho, mucho tiempo, en una galaxia muy, muy lejana.

Debido a la altísima temperatura del interior de nuestra estrella (alrededor de unos 15 millones de grados Kelvin), el H, formado por un protón al que le orbita un único electrón, está en estado de plasma. El plasma es el cuarto estado de la materia. ¿Os acordáis? Sólido, líquido y gaseoso. Pues hay un cuarto: el plasma. Y a nosotros sin contárnoslo… Al calentar los átomos hasta cierto valor, éstos pierden los electrones y se ionizan. El resultado es una “sopa” de núcleos atómicos con electrones revoltosos alrededor. Rico, rico y con fundamento, ¿no?

Los núcleos atómicos, o sea, los protones en el caso del H, están tan energizados que chocan los unos contra otros a toda velocidad, pero a toda, toda, y se fusionan; o sea, se unen. Ese es el principio de la fusión nuclear, que no la fisión, que es justamente el proceso contrario y es la que se lleva a cabo en las centrales nucleares. La fisión se produce en elementos con núcleos enormes como, por ejemplo, el Uranio (U). El isótopo U-235 de Uranio tiene 92 protones y 143 neutrones en su núcleo. Cuando un neutrón choca contra él a toda velocidad lo rompe (fisiona) en dos. Una de tantas posibilidades de fisión produce Rubidio (Rb) y Cesio (Cs). Como curiosidad, y razón principal de por qué se hace esto en las centrales, la suma de las partes no es el todo. O sea, la suma del núcleo de Rb más el de Cs es un poquito más e=mc2pequeña que el núcleo de U en sí. Debido a eso, al romper el núcleo de U se libera energía, un montón dada la ecuación de Einstein: E=mc2. Una pequeña porción de masa produce una ingente porción de energía. Es como si quisiéramos
dividir el número 7 (nuestro Uranio) en dos, pero en lugar de obtener 3 + 4, obtenemos 2 + 4 (nuestros Rb y Cs). El 1 que “hemos perdido” por el camino se manifiesta en forma de energía. Puede parecer que un 1 es poco, pero multiplicado por la velocidad de la luz al cuadrado… puff.

Fusión

Fusión radiaciónDe vuelta a la fusión, como mencioné antes, se trata de unir núcleos, no de romperlos. Fusionar es más complejo que fisionar. De hecho, hasta la fecha el hombre todavía no lo ha conseguido. Seguimos necesitando a las estrellas para ello. Cuando dos protones se fusionan en las capas más internas del Sol producen Helio (He) que, echando mano de la tabla periódica, vemos que tiene 2 protones en el núcleo. Al igual que pasa con la fisión, la fusión también produce una incontable energía. El núcleo de He es más pequeño que la suma de los 2 núcleos de H, por lo que… Vamos, que ya es fácil, si es más pequeño, es que “ha perdido” masa, si ha perdido masa, ésta se manifiesta en forma de energía; o sea, fotones. Calorcito en verano, playita y cervecita bien fresquita.

Los núcleos de He, a su vez, también están superenegizados y supervitaminados como diría Super Ratón, así que también chocan entre sí. Cuando dos núcleos de He chocan (recordemos que tienen 2 protones) y se fusionan, se produce el Berilio (Be), que tiene 4 protones en el núcleo. Los átomos son muy promiscuos y se acuestan con quien pillen cerca. Para simplificar las cosas (dado que aquí, como en todo en la vida, hay reglas: cadena protón-protón, el proceso triple alfa, la combustión del carbono, etc) el Be también puede chocar con el He (4 + 2 = 6) produciendo Carbono (C). Hemos llegado al átomo por excelencia de la vida.

Todo este proceso de fabricación atómica se conoce como nucleosíntesis estelar y se repite una y otra vez, produciendo cada vez átomos más grandes y complejos. Para ello, evidentemente las condiciones tienen que ser las propicias. Por ejemplo, para que una estrella sea capaz de producir C, la temperatura debe ser, al menos, de 15 millones de grados Kelvin. ¡Suficiente para una buena barbacoa!

El singular caso del Hierro

Curiosamente, por muy masiva y caliente que sea una estrella, el proceso no es eterno. ¡No es posible fusionar átomos más allá del Hierro (Fe) por este método! Más allá de este elemento, que tiene 26 protones en su núcleo, la reacción se vuelve endotérmica, no exotérmica. Eso implica que absorbe energía, en lugar de expulsarla. Entonces, ¿el resto de Supernovaelementos de la tabla periódica cómo se crean? Para ello hay que echar mano de las supernovas, los fantásticos fuegos artificiales del Universo. Cuando una estrella explota en forma de supernova, produce tal cantidad de energía que es capaz de fusionar átomos de cualquier índole, aparte de expulsar al espacio los que ya había creado en su interior. Es como romper una piñata.

Cuanto más grande es un núcleo atómico, más inestable es su estructura y más raro es que se genere (hay menos supernovas que núcleos estelares “trabajando”). De ahí que sea más común encontrar en el Universo los elementos más pequeños (Hidrógeno, Helio, Carbono, Oxígeno…) que los grandes (Oro, Mercurio, Uranio…)

Desde el otro lado de la baraja, en la fisión también sucede lo mismo. Se puede ir fisionando átomos masivos hasta llegar al Fe, momento en el que la fisión se vuelve también endotérmica. Vamos, que en lugar de producir energía, la necesitaría. ¡Menudo negocio sería para las centrales! Por uno u otro lado (fusión y fisión) todos los elementos converjen en el Fe. Es por ello que el núcleo de Fe es el más estable de la naturaleza. Por algo se dice aquello de tener un corazón de hierro.

Conclusión

Pues bien, en el núcleo de las estrella hemos ido creando átomos, rellenando a poquitos los huecos de la tabla periódica y los átomos que forman nuestro cuerpo: Hidrógeno (en el Big Bang), Oxígeno, Carbono, Nitrógeno, etc. Otros ingredientes de nuestro organismo también se han creado en las estrellas, pero no en su núcleo, sino en las supernovas. En un caso o en otro, la fuente es la misma: las estrellas. Así que, la próxima vez que mires al firmamento en una noche estrellada, sonríe. Por que tú has estado en alguno de esos puntos de luz que brillan alguna vez en “tu vida”.

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Categorías:Opinión

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