Les fàbriques de la vida

Un 61% del nostre cos està format per Oxigen. Un 23% és Carboni, un 10% Hidrogen i un 3% Nitrogen.

Afortunadament, el nostre planeta és ple d’elements indispensables per a la vida. Però... d’on provenen aquests elements?

La frase “pols d’estrelles” no pot ser més afortunada.

L’interior dels estels, com el nostre Sol, són les fàbriques de l’univers, dins les quals es creen tots els elements que coneixem. La seva mort allibera el material fabricat, i enriqueix així el mitjà interestelar.

Veiem com funciona...

Tal com explicàvem a http://estelsiplanetes.blogspot.com/2009/05/la-estrella-que-nos-da-vida.html , els estels es formen quan la força de la gravetat fa que una gran massa d’hidrogen es col·lapsi sobre si mateixa.

A l’inici de l’univers, el Big Bang va crear l’hidrogen. És a dir, al començament, l’univers només contenia aquest element. Per què? L’hidrogen és l’element químic més senzill, format per un protó i un electró... res més senzill. L’enorme energia del Big Bang va fer que la “sopa” de protons i electrons inicial es condensés, donant lloc a l’hidrogen.

Això ho sabem per què s’ha estudiat molt intensament el soroll de fons, la radiació, que encara existeix en l’univers i que prové del Big Bang. Aquesta radiació ens diu quina era la composició de l’univers primigeni.

Quan una estrella es forma, la temperatura al seu interior augmenta progressivament, a mesura que l’enorme pes de la massa d’hidrogen es va col·lapsant per força de la gravetat. Arriba un moment en el què la temperatura a l’interior és tan gran que es posa en marxa la fàbrica: l’estrella comença a fusionar àtoms d’hidrogen, en una reacció nuclear, per a crear heli, que és el segon element químic més senzill.

Aquesta reacció nuclear produeix una energia immensa, suficient com per a contenir la caiguda del gas cap a l’interior i contrarestar la gravetat: l’estrella està en equilibri. Un dels subproductes de la reacció nuclear de fusió és la llum que ens arriba.

En el procés, que pot durar milers de milions d’anys, l’estel va consumint l’hidrogen del seu interior, i creant heli al voltant. Al cap d’un temps, falta hidrogen en l’interior per a poder seguir alimentant la fusió. L’estrella , en aquell moment, és una enorme massa d’hidrogen, amb un nucli molt ric amb heli.

Al baixar la intensitat de la fusió de l’hidrogen, l’estel es torna a contraure sota el seu enorme pes. En el procés, les capes exteriors de l’estrella s’expandeixen, com una contra-reacció.

En l’interior, comencen altres reaccions nuclears, a més de 100 milions de graus de temperatura, que mantindran viva a l’estrella encara uns quants milions d’anys més. En aquestes noves reaccions, es formen el Carboni, El Sodi, el Neó, el Magnesi, el Ferro, el Sofre, l’Oxigen, i el Silici, a base de fusionar elements cada cop més pesats (per exemple, El Sofre i el silici es fusionen formant Ferro).

Finalment, l’estrella no pot seguir suportant el ritme de fabricació.... i arriba la seva mort.

En funció de quina sigui la seva massa, l’estrella tindrà una mort apocalíptica, en forma de supernova. Sigui com sigui la seva mort, l’estrella deixarà anar gran part del material que ha anat fabricant al llarg de la seva vida... material que passarà a formar part de l’univers... disponible per a formar planetes, com el nostre, ... disponible per a fabricar vida.

I com ho sabem tot això?

Quan un feix de llum impacta contra un element (l’hidrogen, per exemple), es produeix un efecte característic de cada element, en el qual part de la llum és absorbida, i posteriorment re-emitida en una altra longitud d’ona (no donaré detalls aquí del procés, per a no complicar, però és un fenomen quàntic ben conegut) . De forma que si descomponem la llum que ens arriba (cosa que fan els aparells que s’anomenen espectrògrafs) veurem zones fosques i altres més lluminoses en posicions concretes, que ens delataran la presència de l’element en qüestió.

Es coneix com a espectrograma aquesta descomposició en colors, en la què s’observen zones obscures, i brillants, produïdes pels elements que han anat interactuant amb la llum. En el dibuix de l'exemple es poden veure algunes línies d'absorció (fosques) i altres d'emisió (brillants). Cada element químic produeix un espectre propi.

Com ja ens podem suposar, un cop hem explicat la composició de les estrelles i de l’univers, ja podem deduir que l'emprenta de l’hidrogen es troba en qualsevol radiació que ens arriba. Però, a més, detectem els demés elements amb aquest mateix mecanisme.

Així, podem “analitzar” la composició de les nebuloses que estan produint el naixement d’estrelles. I també analitzem les restes de les explosions de les supernoves. De forma que podem comparar la composició de les estrelles quan són joves, i quan es moren, veient així el canvi que han produït en el material que les va crear.

Pols d’estrelles.

Els nostres àtoms van ser fabricats fa milions d’anys dins d’una estrella. De la mateixa forma com el Sol està fabricant nou material que, un dia llunyà encara, deixarà anar a l’exterior, i, qui sap, passarà a formar part d’altres formes de vida en la galàxia.