¿De qué están hechas las estrellas? La composición química de las estrellas

La fascinación por las estrellas no es algo nuevo para la humanidad: en todas las culturas se han difundido incontables mitos sobre ellas. Sin embargo, a la hora de averiguar su composición química los humanos hemos dado algunos tropezones durante el camino. No fue hasta hace apenas 100 años que una astrónoma inglesa dio con la respuesta adecuada. Hasta 1925 se pensaba que la composición química de las estrellas era la misma que la de los planetas, pero la tesis doctoral de Cecilia Payne nos desveló por fin de qué están hechas las estrellas.

Principales elementos químicos en el universo

Las estrellas son grandes cuerpos celestes compuestas de plasma a altísimas temperaturas, que mantienen una forma esférica gracias a su propia fuerza de gravedad. La energía emitida por las estrellas es tan alta que, desde la Tierra, aún a millones de kilómetros de distancia, podemos verlas brillar.

Pero ¿de qué están hechas las estrellas? ¿Por qué brillan tanto? La composición química de las estrellas es sobre todo hidrógeno y helio en estado gaseoso y son precisamente estos elementos químicos los responsables de su alta energía y, por lo tanto, de su brillo.

Además, las estrellas también tienen un pequeño porcentaje de otros elementos químicos, que están presentes también en el resto del universo. Por ejemplo, en la composición química de las estrellas también se han registrado pequeñas cantidades de nitrógeno, hierro o carbono.

Formación de elementos químicos en las estrellas

Como hemos comentado, los principales elementos químicos de las estrellas son hidrógeno y helio. Saber cómo se forman los elementos químicos en las estrellas te ayudará a entender por qué emiten energía. Y no solo eso, sino que también te permitirá distinguir los diferentes tipos de estrellas, como te explicaremos más abajo.

Mediante procesos de fusión nuclear, las estrellas consumen hidrógeno y lo transforman en helio. Gracias a ello, emiten una gran cantidad de energía química en forma de radiaciones electromagnéticas.

La mayoría de las estrellas están demasiado lejos de nosotros para que nos alcance poco más que una luz titilante pero podemos ver claramente los efectos de esta energía química en nuestra estrella más cercana, el Sol, cuya energía nos otorga la luz y el calor necesarios para la vida.

Pero la formación de elementos químicos en las estrellas no se queda ahí. Al contrario, las estrellas pasan por diferentes fases, en las cuáles predomina uno u otro elemento, lo que da lugar a diferentes tipos de estrellas.

La evolución química del universo: ¿Cuántos tipos de estrellas hay?

Aunque las estrellas pueden clasificarse según diferentes criterios (como su temperatura y luminosidad, su gravedad o su longevidad), en este artículo nos vamos a centrar en la evolución química de las estrellas. Es decir, veremos las diferentes fases por las que pasa una estrella a lo largo de su vida y qué elementos químicos protagonizan cada fase.

1. Protoestrella

Para empezar, las estrellas empiezan a desarrollarse como protoestrellas. En esta fase, las nubes de hidrógeno y helio empiezan a contraerse, de modo que aumenta su densidad y temperatura. Normalmente se forman varias estrellas a la vez en grupos llamados cúmulos. Cuanta más masa tiene la estrella, más rápidamente evoluciona. Para que te hagas una idea, una estrella del tamaño del Sol tarda alrededor de 100 millones de años en pasar desde protoestrella a estrella de la secuencia principal.

2. Estrella de la secuencia principal

Esta es la fase en la que las estrellas pasan la mayor parte de su vida y en la que tienen lugar los procesos de fusión nuclear del hidrógeno en helio. Por este motivo, a medida que va pasando el tiempo, va aumentando la proporción de helio en el núcleo de la estrella, a la vez que lo hacen su temperatura y luminosidad.

Hay diferentes tipos de estrellas dentro de esta fase. Si te preguntas qué tipo de estrella es el Sol, te gustará saber que se trata de una enana amarilla cuya temperatura ronda los 6000 K. Cada segundo el Sol transforma aproximadamente 600 millones de hidrógeno en helio.

En función de la masa de la estrella, esta consume el combustible de su núcleo con más o menos rapidez. Teniendo esto en cuenta, se espera que el Sol viva 10 mil millones de años.

3. Gigante roja

A medida que el hidrógeno de su núcleo se agota y aumenta la proporción de helio, las estrellas se van acercando al final de su existencia. Empiezan a utilizar helio como combustible, lo que provoca una expansión de su capa externa: la estrella se ha convertido en una gigante roja.

4. Colapso de la estrella

Cuando la gigante roja agota también su combustible de helio, vuelve a contraerse, lo cual hace que aumente en gran medida la temperatura del núcleo. En esta fase se forman elementos químicos más pesados, como carbono, neón, oxígeno o silicio. La estrella expulsa parte de su capa externa, formando una nebulosa y contribuyendo a la formación de nuevas estrellas.

En esta fase, la evolución química de la estrella puede variar. Si queda un núcleo denso del tamaño de un planeta, se conoce como enana blanca. Sin embargo, si es una estrella lo suficientemente masiva puede convertirse incluso en un agujero negro.

5. Muerte de la estrella

Llega un momento en el que la enana blanca ha consumido toda su energía. Entonces deja de brillar y se convierte en una enana negra. Es decir, una estrella apagada.

De nuevo, la masa de la estrella condiciona su evolución química. Las estrellas muy masivas siguen creciendo hasta que no pueden soportar su propia masa. En ese momento colapsa repentinamente, convirtiéndose en una supernova. La explosión de una supernova se manifiesta muy notablemente. Incluso a simple vista puede verse un resplandor en un lugar donde no había nada, pareciendo que ha nacido una estrella nueva.

Para terminar, ¿qué pasa con las estrellas que han muerto? Los restos de las estrellas y las capas externas de las que se han desprendido contienen elementos químicos pesados. Estos se reutilizan en una especie de reciclaje espacial y contribuyen a la formación de nuevas estrellas o incluso nuevos planetas. Como puedes ver, la evolución química del universo desempeña un papel esencial en la existencia de todos los cuerpos celestes.