Nucleosíntesis estelar
La nucleosíntesis es el proceso por el que se forjan los núcleos atómicos — es decir, los elementos químicos de la tabla periódica. Ocurre en dos contextos: el Big Bang primordial y, sobre todo, en el interior de las estrellas. Tú estás hecho de material que se cocinó dentro de una estrella.
Dos nucleosíntesis
| Tipo | Cuándo | Qué produce |
|---|---|---|
| Primordial | Primeros 3 min tras el Big Bang | ~75 % H, ~25 % ⁴He, trazas de D, ³He, ⁷Li |
| Estelar | Dentro de estrellas a lo largo de Ga | Todos los elementos hasta el Fe, y más allá mediante captura de neutrones |
El camino estelar (B²FH, 1957)
El artículo fundador Synthesis of the Elements in Stars (Burbidge, Burbidge, Fowler, Hoyle) describe las rutas:
- Fusión del H → He (cadena p-p, o ciclo CNO en estrellas masivas): la fase más larga, la del Sol ahora.
- Fusión del He → C, O (proceso triple-alfa): tres núcleos de He forman carbono.
- C, O → Ne, Na, Mg, Si, S, Ar, Ca (fases de captura α).
- Fusión del Si → Fe (hasta el pico de energía de enlace del hierro: elemento más estable).
Estos elementos hasta el Fe se forman por fusión exotérmica. Para los más pesados, hace falta energía externa.
Más allá del hierro
- Proceso r (captura rápida de neutrones): en supernovas y fusión de estrellas de neutrones — oro, platino, uranio, tierras raras.
- Proceso s (captura lenta): en capas de estrellas gigantes asymptoticas (AGB).
- Proceso p (captura de protones): isótopos ricos en protones, raros.
Distribución de abundancias
- H y He: ~98 % de la materia bariónica del universo.
- O, C, Ne, Fe, N, Si, Mg, S: orden de 10⁻³.
- Litosfera y biosfera terrestres: enriquecidas en O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K — todos productos estelares. Ver Silicatos y Minerales no silicatados.
- Vida: principalmente C, H, O, N, P, S — los ladrillos de las Macromoléculas biológicas.
Estrellas de neutrones y oro
La fusión de estrellas de neutrones (kilonova, detectada como GW170817 en 2017 por LIGO/Virgo) confirmó que estos eventos son los principales productores de elementos pesados como el oro y el platino mediante el proceso r.
”Somos polvo de estrellas”
La frase de Carl Sagan resume el hecho físico: cada átomo más pesado que el H en tu cuerpo fue sintetizado en una estrella y liberado al espacio por vientos estelares o supernovas, para después formar parte de la nebulosa que originó el Sol y la Tierra.
Relación con el vault
- → Química: el origen de todos los elementos químicos de la Tabla periódica.
- → Geología: la composición de la Tierra y de cada mineral — ver Silicatos, Minerales no silicatados.
- → Biología y paleontología: los átomos del carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo que forman la vida y los fósiles (ver Macromoléculas biológicas).
- → Antropología: el plomo en la evolución humana (Plomo y evolución humana - exposición prehistórica) es también un producto de nucleosíntesis.