Somos, literalmente, polvo de Estrellas.

Muchas veces, cuando las personas interesadas nos hacen preguntas sobre Física o el Universo, quedan bastante contentas con las respuestas recibidas; otras veces las tenemos que dirigir a otras fuentes o expertos con mucho mayor conocimiento que nosotros; también hay veces en que la respuesta más honesta es "no lo sé, ni ahora mismo lo sabe nadie, aunque hay muchos científicos trabajando en el tema".

Pero hay otras veces en que la respuesta que damos se encuentra con miradas de absoluto escepticismo; lo cual es estupendo. Una pregunta que, en particular, nos han hecho muchas veces ha sido algo como "¿De qué estamos hechos? ¿De dónde sale la materia de nuestros cuerpos o del planeta?" La respuesta rápida es, parafraseando si se nos permite, a Carl Sagan: Somos polvo de estrellas. Y nos responden muy acertadamente "Ya, ya, eso es fácil decirlo... pero cómo es eso posible?" Este artículo busca responder de manera sencilla, pero formal, a cómo es esto posible.

¿De qué está hecho todo?

Cuando miras el mundo a tu alrededor, desde las montañas hasta el dispositivo donde lees estas palabras, es fácil olvidar algo asombroso: todo está hecho de los mismos ingredientes básicos que componen las estrellas. Pero ¿cómo llegamos a tener una tabla periódica completa a partir del hidrógeno y el helio, los únicos elementos formados en el Big Bang? Aquí exploraremos cómo las estrellas, a lo largo de sus vidas, actúan como hornos cósmicos que transforman los elementos y los esparcen por el universo.

El Big Bang: los primeros elementos

Hace 13.800 millones de años, en los primeros minutos del universo, nacieron los elementos más ligeros: hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de litio. En este escenario inicial, las temperaturas eran tan altas que los núcleos de los átomos podían formarse, pero el universo se enfrió rápidamente, dejando el resto del trabajo a las futuras estrellas.

El horno estelar: del hidrógeno al hierro

Vista idealizada de las capas de combustión en una
estrella antes de convertirse en Supernova

Las estrellas nacen a partir de gigantescas nubes de hidrógeno. Cuando su gravedad comprime el gas hasta alcanzar temperaturas de millones de grados, comienza la fusión nuclear: núcleos de hidrógeno se combinan para formar helio, liberando enormes cantidades de energía.

En estrellas más grandes, la fusión no se detiene en el helio. A medida que agotan su combustible, las estrellas generan elementos cada vez más pesados, como carbono, oxígeno y hasta hierro. Esta alquimia inicial es el primer paso en la creación de la diversidad de elementos que forman el universo, pero no es suficiente para explicar los elementos más pesados debido a que el hierro es un punto límite. Fusionarlo no libera energía sino que la necesita, lo que marca el final de esta etapa productiva en la vida de una estrella.

Supernovas y Estrellas de Neutrones: los alquimistas cósmicos

Cuando una estrella masiva agota su combustible, el equilibrio entre la gravedad y la presión de la fusión se rompe, lo que da lugar a una explosión colosal: una supernova. Estas explosiones son lo suficientemente energéticas como para fusionar elementos más pesados que el hierro, como oro, plata y uranio en un proceso llamado síntesis rápida o r-process.

Colisión de Estrellas de Neutrones
(interpretación artística de la NASA)

Aunque durante mucho tiempo se creyó que las supernovas eran las principales creadoras de elementos pesados, investigaciones recientes han confirmado que las colisiones de estrellas de neutrones desempeñan un papel mucho más importante en este proceso. En esas catástrofes, cantidades inimaginables de materia son expulsadas al espacio, sembrando el cosmos con los ingredientes para futuros planetas y sistemas solares.

Ahora sabemos con seguridad que la gran mayoría de los elementos pesados creados en la síntesis rápida o r-process vienen de las colisiones de estrellas de neutrones y no de las explosiones de supernovas.

El canto del cisne químico de las estrellas moribundas

Pero no todos los elementos más allá del hierro se crean en explosiones o colisiones. En estrellas de masa intermedia que están en sus últimas etapas de vida, tiene lugar un proceso más tranquilo pero igualmente importante: la síntesis lenta, o s-process.

En este proceso, los núcleos atómicos capturan neutrones uno a uno durante miles o incluso millones de años. Estos neutrones adicionales hacen que los átomos se vuelvan inestables, y eventualmente se transforman en elementos más pesados. Así se forman elementos como el estroncio, el bario, el molibdeno o el renio, tan habituales en la tecnología moderna, que no podrían generarse en supernovas o colisiones de estrellas de neutrones. En sus últimos suspiros, estas estrellas dejan un legado químico único, enriqueciéndose a sí mismas y al universo con elementos esenciales para la vida y la tecnología.

Tabla Periódica del Origen de los Elementos: Big Bang, Rayos Cósmicos, Estrellas de
Neutrones en colisión, Supernovas de Estrellas Gigantes o Enanas Blancas, Estrellas
Pequeñas apagándose poco a poco... Somos, literalmente, polvo de estrellas.

Nosotros y las estrellas, un único origen

Cada átomo de tu cuerpo tiene una historia cósmica. Los átomos de hidrógeno en el agua que bebes nacieron en el Big Bang. El oxígeno que respiras y el calcio en tus huesos fueron forjados en los núcleos de estrellas que vivieron y murieron hace miles de millones de años.

Las estrellas no solo iluminan el cielo; son las alquimistas del universo, responsables de los elementos que hacen posible la vida. Cada vez que mires al cielo nocturno, recuerda que en ese tapiz de luz están las historias de nuestras moléculas, los cimientos de nuestra existencia y la promesa de nuestro lugar en el cosmos.