Origen de los Elementos Químicos: El Ciclo Estelar y la Formación Planetaria

¿Cómo se produce la síntesis de los elementos químicos en las estrellas?

La síntesis de elementos químicos en las estrellas es un proceso fascinante que comienza en las protoestrellas. Inicialmente, estas estrellas contienen principalmente hidrógeno. La fuerza gravitatoria provoca un aumento significativo de la temperatura, lo que permite que los núcleos de hidrógeno colisionen y se fusionen, formando núcleos de helio.

Cuando el hidrógeno se agota en el núcleo, el helio comienza a fusionarse para dar lugar a carbono.

En el caso de las protoestrellas muy masivas, este proceso continúa, formando elementos más pesados como oxígeno (O), neón (Ne), magnesio (Mg), silicio (Si) y, finalmente, hierro (Fe).

Al morir una estrella de gran masa, se produce una explosión nuclear de gran magnitud, conocida como supernova. Este evento cósmico es crucial, ya que de él se originan el resto de los elementos químicos que constituyen el polvo cósmico.

La vida de una estrella de masa similar a la del Sol

1. Un fragmento de nebulosa colapsa bajo la acción de la gravedad.
2. Los núcleos de hidrógeno chocan entre sí, aumentando la temperatura.
3. Los núcleos de hidrógeno se fusionan para dar núcleos de helio, originándose una estrella.
4. Cuando el hidrógeno del núcleo se agota, comienza la fusión del hidrógeno en la periferia. La estrella, al perder masa, se convierte en una gigante roja.
5. Al agotarse el hidrógeno, la estrella colapsa y comienza la fusión del helio para dar carbono, lo que provoca la liberación de una gran cantidad de energía.
6. La energía liberada origina la expulsión de las capas externas de la estrella, formando una nebulosa planetaria.
7. La estrella central, que continúa fusionando helio en carbono, se transforma en una enana blanca.
8. Cuando el helio se agota, la estrella queda formada solo por carbono y deja de desprender energía, constituyendo una enana negra que se irá enfriando lentamente.

La vida de una estrella de gran masa

1. Un fragmento de nebulosa colapsa bajo la acción de la gravedad.
2. Los núcleos de hidrógeno chocan entre sí, aumentando la temperatura.
3. Los núcleos de hidrógeno se fusionan para dar núcleos de helio, originándose una estrella gigante azul.
4. Cuando el hidrógeno del núcleo se agota, se origina una supergigante roja y comienza la formación de diferentes elementos en las distintas capas de la estrella (carbono, oxígeno, neón, magnesio, silicio, hierro).
5. Al consumirse la energía de la estrella, se produce una implosión debido a la gravedad, lo que provoca la explosión de la estrella liberando una gran cantidad de energía (supernova).
6. El núcleo de la estrella se hace tan compacto que origina una estrella de neutrones o un agujero negro, si la estrella era muy masiva.

La formación del sistema solar

Causas principales:

• Explosión de supernova.
• Compresión de una nebulosa de gas enriquecida con polvo cósmico.

Formación del disco protoplanetario:

• Compactación por gravedad.
• Rotación.

Diferenciación del disco:

Formación del Sol:

• Compactación de gases.
• Aumento de temperatura.
• Inicio de reacciones nucleares.

Formación de los cuerpos del sistema solar:

• Formación de remolinos:
  • Desgajamiento.
  • Coagulación (formación de planetesimales).
  • Acreción de planetesimales.
• Formación de protoplanetas.
• Formación de planetas y satélites.