jueves, 22 de octubre de 2015

¿Estamos hechos de polvo de estrellas? Va a ser que no (del todo)

“We are made of star-stuff.” 
-Carl Sagan, La conexión cósmica (1973)-

Seguro que has escuchado mil veces -incluso a mí- la frase «Somos polvo de estrellas» evocando de forma romántica la evidencia de que todos los átomos de nuestro cuerpo fueron forjados en el interior de las estrellas. La gente atribuye la idea original a Carl Sagan pero parece ser que el astrónomo norteamericano Harlow Shapley dijo allá por el año 1929 algo así como: «We organic beings who call ourselves humans are made of the same stuff as the stars», los seres orgánicos que nos denominamos humanos estamos hechos de la misma materia que las estrellas. Tampoco Shapley parece que fuera el primero, pero no nos desviemos del tema.

Sin quitarle ni el mérito ni la poesía al maestro Sagan y a su inspiradora frase, ¿es realmente así? ¿Todos nuestros átomos fueron creados en el interior de una estrella? ¿Somos polvo de estrellas?

Vayamos por partes.

El bueno de Shapley se adelantó en su idea treinta años a lo que luego demostraron Margaret Burbidge ,Geoffrey BurbidgeFred Hoyle y William Fowler en su mítico artículo B2HF, titulado así por las iniciales de sus autores, y que fue publicado en la revista Reviews of Modern Physics en el año 1957. El título original del artículo era Synthesis of the Elements in Stars y en él se describen, explican y analizan los procesos responsables de la síntesis de los elementos químicos y su abundancia relativa en la naturaleza. Estableció un salto de gigante en el avance de la teoría de la nucleosíntesis estelar, completando las importantes aportaciones previas de Hans Bethe, Carl F. von Weizsäcker o Fred Hoyle.

¿Cómo se formaron los átomos? Simplificando más de lo que me pide el cuerpo y resumiendo todo en unas pocas palabras, y que me perdonen los puristas, sabemos que tras el Big Bang el descomunal universo caliente temprano recién formado se expandió y se fue enfriando hasta que 300.000 años después surgieron los átomos. Y fueron los de hidrógeno, los más simples, y que están constituidos por un protón y un electrón los primeros. A este proceso se le llama nucleosíntesis primordial. En esta fase primordial aparecen también otros elementos ligeros como el helio o el litio. Con estos elementos (y algunos de sus isótopos) se formaron las primeras estrellas. 





Tras el colapso y explosión de las estrellas, de su material despedido al espacio en forma de supernova, hemos recibido todos los elementos químicos que la estrella poseía y somos parte de ella. Lo que llamamos polvo de estrellas. Pero hay un problema, el hidrógeno no lo es.


Casi el 99% de la masa del cuerpo humano se compone de seis elementos químicos: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, calcio, y fósforo. Sólo alrededor del 0,85% se compone de otros cinco elementos: potasio, azufre, sodio, cloro y magnesio. Si observamos la composición del cuerpo humano en esta imagen veremos que un 10% es hidrógeno (pero en masa).



Fuente

¿Y en átomos? Si consideramos por aproximación que una persona media de unos 70 Kg tiene unos 7x1027 átomos, podemos calcular cuántos fueron forjados en los crisoles estelares. Pues bien, de todos esos átomos alrededor de un 65% son de hidrógeno, en concreto unos 4,5x1027 .Y por tanto nos quedarían 2,5x1027 átomos del resto de elementos químicos, del polvo de estrellas. [Ojo, todo esto son cálculos aproximados, que luego no quiero que me tiréis antorchas encendidas invocando decimal arriba o decimal abajo :-P]


Fuente

En definitiva, que no, que no estamos hechos 100% de polvo de estrellas sino más bien solo un 35%, si hablamos de átomos, claro, aunque si pensamos en la masa entonces el polvo de estrellas superaría el 90% de nuestra masa total, ya que el hidrógeno aporta una masa menor. Bueno, tampoco está tan mal, ¿no? Piensa en ello cuando te subas a una báscula :-)


Fuentes:
http://www.esepuntoazulpalido.com/2011/10/b2hf-lirica-estelar.html
http://eltercerprecog.blogspot.com.es/2013/08/cuantos-atomos-hay-en-un-cuerpo-humano.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Composition_of_the_human_body

NOTAEsta entrada participa en la LI Edición del Carnaval de Química, alojada en el blog Scientia del gran @ScientiaJMLN

19 comentarios:

  1. Nunca tomé literalmente aquella expresión de Sagan. Ni puedo imaginar que él tampoco lo pretendiera. El sentido era que sin ese crisol que constituye una estrella, sin ese polvo resultante al final ... no dispondríamos de nuestros componentes esenciales para construir las cadenas complejas y orgánicas, como es el carbono por ejemplo.

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    1. Estoy de acuerdo. Sagan no la expresaba de forma literal pero como siempre la historia suele ser mejor.

      Gracias por comentar

      Salud

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    2. A muchos cientificos le duele, je, je; pero donde primero se registro explicitamenteque somos "polvo de Estrella y por ellos a la tierra regresamos,... es la Biblia.
      ..........................
      http://tomwoodgonzalez.blogspot.com/2014/07/125-comentarios-mios.html
      1-La abundancia de elementos ligeros.
      Todos sabemos que la luz que recibimos de zonas, con enfoques de telescopios cada vez más remotos, cada vez más distantes; nos trae información de tiempos cada vez más remotos. Para mi es logico que al existir menos elementos pesados en el universo, como es lógico en todo lo evoluciona en la naturaleza, dada su estructura más compleja, en la medida que trates de captar luz más lejana; pues detectaron menos luz correspondiente a los espectros de elementos más escasos. Eso, debido a las diferentes interacciones que tienen los cuantos electromagnéticos, al atravesar más cantidad de material del espacio interestelar.

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    3. Bueno de ese porcentaje tampoco sabemos si procede de una estrella o no, puede que si o puede que no, pero es de suponer que si el sistema solar se formó de una nebulosa procedente de una supernova no es descabellado pensar que ese hidrogeno también procede de la estrella que explotó.Saludos

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  2. Escribes "... evocando de forma romántica la evidencia de que TODOS los átomos de nuestro cuerpo fueron forjados en el interior de las estrellas"

    Carl Sagan nunca dijo que estamos hechos 100% de polvo de estrellas, ni lo evoca y ni siquiera lo insinua y por tanto el "TODOS" en la frase de arriba te lo inventas para justificar el resto del artículo. Ya en su texto original Carl Sagan hace mención al hidrógeno y al helio y dice:

    "All the elements of the Earth except hydrogen and some helium have been cooked by a kind of stellar alchemy billions of years ago in stars, some of which are today inconspicuous white dwarfs on the other side of the Milky Way Galaxy. The nitrogen in our DNA, the calcium in our teeth, the iron in our blood, the carbon in our apple pies were made in the interiors of collapsing stars. We are made of starstuff."

    En cualquier caso, saludos y gracias por el artículo.

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    1. Gracias a ti. No digo, o no es mi intención, decir que Sagan se refiriera al 100% de la materia, solo trato de atraer la atención sobre una afirmación que podemos matizar. :-)

      Solo eso. Y como siempre, la excusa para divulgar.

      Salud

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  3. Yo soy de Tordesillas, no me peso en básculas, siempre lo hago en baLANZA. ;)

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  4. Está bien: a partir de ahora diré "somos polvo de huevo cósmico en nuestra mayor parte y de esos resíduos llamados estrellas el resto".

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  5. Ya que nos ponemos tan tiquismiquis, se te ha olvidado calcular la contribución del litio primordial a nuestra masa total ;)

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  6. Ya que nos ponemos tan tiquismiquis, se te ha olvidado calcular la contribución del litio primordial a nuestra masa total ;)

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    1. No se me ha olvidado, la he obviado. ;-)

      Gracias por comentar

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  7. En mi humilde opinión si que somos 100% polvo de estrellas ya que todos los átomos de mayor complejidad que el hidrogeno han sido necesariamente creados por fusión nuclear en el "core" de estrellas por acción de la gravedad y la temperatura en esos centros, y no de otra forma. Si que son de formación mas tardía que el hidrogeno pero no por ello menos estelares

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  8. Tomás, aunque el artículo conduce a error, lo que dices es precisamente lo que el artículo expone. Es el hidrogeno el que no ha sido forjado en estrellas y por ello se dice que no es "estelar". Lo que pasa es que, aunque no se haya modificado si ha formado parte de la estrella asi que estoy de acuerdo contigo, somos 100% polvo de estrellas.

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    1. Tomás, selrak, gracias por vuestros comentarios. Como digo al principio de post, soy el primero que dice la famosa frase -y lo seguiré haciendo-.

      No pretendía generar polémica con este post sino despertar la curiosidad y dejar un debate abierto, como está siendo el caso.

      Lo dicho, gracias.

      Salud

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  9. ¿Y en volumen?

    En peso, en número de átomos... ¿pero cuánto de mi volumen es estelar y cuánto es primigenio?

    Gracias por tu blog.

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    1. Gracias a ti. Buena pregunta. A ver si puedo contestarla.

      Salud

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  10. En mi humilde opinión si que somos 100% polvo de estrellas ya que todos los átomos de mayor complejidad que el hidrogeno han sido necesariamente creados por fusión nuclear en el "core" de estrellas por acción de la gravedad y la temperatura en esos centros, y no de otra forma. Si que son de formación mas tardía que el hidrogeno pero no por ello menos estelares

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  11. Amo todo el espacio el universo en si es realmente un misterio sólo se sabe qe nos brindara siempre grandes sorpresas

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  12. Amo todo el espacio el universo en si es realmente un misterio sólo se sabe qe nos brindara siempre grandes sorpresas

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