¿De qué están hechas las estrellas?
Todos estamos hechos de polvo de estrellas, una frase muy citada que hace referencia al hecho de que casi todos los elementos del cuerpo humano se forjaron en una estrella. Pero, ¿de qué están hechas las propias estrellas?
En realidad, las estrellas están hechas de los mismos elementos químicos que el planeta Tierra, aunque no en las mismas proporciones. La gran mayoría de las estrellas están hechas casi en su totalidad de hidrógeno (alrededor del 90%) y helio (alrededor del 10%) -elementos que son relativamente raros en nuestro planeta, y los más ligeros de la tabla periódica- mientras que todos los demás elementos representan sólo el 0,1%.
Entre los demás elementos, suele dominar el oxígeno, seguido del carbono, el neón y el nitrógeno, siendo el hierro el elemento metálico más común. Aun así, en el Sol sólo hay un átomo de oxígeno por cada 1.200 átomos de hidrógeno y sólo uno de hierro por cada 32 átomos de oxígeno.
Es lógico que el hidrógeno sea el elemento dominante del Sol y de otras estrellas. Para arder con fuerza durante miles de millones de años, las estrellas convierten el hidrógeno en helio mediante una reacción nuclear constante, similar a la de una bomba de hidrógeno. Así que, en cierto sentido, el sol está en un estado de explosión nuclear constante, y sólo aparece como una esfera sólida porque se mantiene unido por su propia gravedad masiva.
Además, como veremos, la composición y la composición química de las estrellas puede variar considerablemente dependiendo de su estado de envejecimiento o de su ubicación en la galaxia.
Además, las estrellas pueden forjar elementos distintos al hidrógeno o al helio, pero sólo hacia el final de su ciclo vital. Normalmente, en una estrella como el Sol, los elementos más pesados fueron sembrados por estrellas que existían antes que ella. Algunas estrellas se apagan con un estallido, produciendo una supernova -una potente y luminosa explosión- durante sus últimas etapas evolutivas, que expulsa elementos pesados al espacio. Así, las nuevas estrellas pueden incorporar este material. Debido a las leyes de la física, el universo lo recicla todo.
No todas las estrellas brillan igual, ni están hechas del mismo material
Todas las estrellas son sorprendentes a su manera, pero algunas brillan más que otras. Las estrellas calientes aparecen de color blanco o azul cuando se observan desde la Tierra, mientras que las estrellas más frías aparecen en tonos anaranjados o rojos. Los astrónomos trazan la luminosidad y la temperatura de una estrella en un gráfico llamado diagrama de Hertzsprung-Russell, que es útil para clasificar las estrellas.
Aunque hay muchos tipos de estrellas, las más comunes son las de secuencia principal: alrededor del 90% de todas las estrellas conocidas, incluido el Sol, pertenecen a esta clase.
Debajo de las estrellas de la secuencia principal se encuentran las enanas blancas, el núcleo estelar remanente después de que una estrella haya agotado todo su combustible. Estas antiguas estrellas son increíblemente densas. Una cucharadita de su materia pesaría en la Tierra tanto como un elefante.
Estas densidades son posibles porque el material de las enanas blancas no está compuesto por átomos unidos por enlaces químicos, sino que consiste en un plasma de núcleos y electrones no unidos. Por esta razón, los núcleos pueden situarse más cerca de lo que normalmente permiten los orbitales de los electrones en la materia normal.
Debido a que las enanas blancas son los núcleos remanentes de las estrellas normales, se componen principalmente de los productos «residuales» de las reacciones de fusión nuclear que solían soportar. Estos «residuos» son principalmente carbono y oxígeno, con trazas de otros elementos. Pero eso no quiere decir que no quede helio e hidrógeno. La parte exterior de una enana blanca contiene los dos elementos. Y debido a la tremenda fuerza gravitatoria asociada a estas densas estrellas, estos elementos están estratificados, residiendo los más pesados en las profundidades de la estrella.
Por encima de las estrellas de la secuencia principal están las «gigantes» y las «supergigantes». Antes de que las estrellas lleguen al final de su evolución -cuando se convierten en enanas o explotan en supernovas- se condensan y compactan, calentándose aún más al quemarse lo último de su hidrógeno. Esto hace que las capas exteriores de la estrella se expandan hacia el exterior. En esta fase, la estrella se convierte en una gran gigante roja.
Según un antiguo estudio publicado en la edición de 1985 de la revista Astrophysical Journal, las gigantes rojas están formadas principalmente por helio e hidrógeno, junto con carbono, oxígeno, nitrógeno y hierro. Los astrofísicos también registraron la presencia de elementos pesados del proceso s, como estroncio, itrio, circonio, bario y neodimio.
Las supergigantes se encuentran entre las estrellas más masivas y luminosas del universo. Las estrellas que son diez veces más grandes que el sol (o más grandes) se convertirán en supergigantes cuando se queden sin combustible. Son similares a las gigantes rojas en cuanto a su composición, salvo que son, lo has adivinado, mucho más grandes.
Se espera que el Sol se convierta en una gigante roja cuando agote su combustible. Por suerte, eso no ocurrirá hasta dentro de cinco mil millones de años.