Formación De Los Elementos

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1.06. La formación de los elementos

• Todo lo que nos rodea, incluyendo a los seres humanos, está formado por elementos químicos. Cada uno de estos elementos se generó durante la vida o la muerte de una estrella.

• Somos polvo de estrellas.

• En el interior de las estrellas, que son enormes masas de gases, sobre todo de hidrógeno, la grandes presiones y temperaturas hacen que se produzcan reacciones termonucleares de fusión de estos átomos que originan los elementos químicos: helio, carbono, y todos los elementos de la tabla periódica más ligeros que el hierro. Este proceso se llama nucleosíntesis estelar.

• Los elementos más pesados que el hierro se producen tras la explosión de una supernova.

• La presencia de estos elementos en la Tierra indica que hubo una explosión de supernova previa a la formación del sistema solar.

• Las estrellas, por las reacciones nucleares de fusión, liberan enormes cantidades de energía, entre ellas la luz que nosotros podemos ver desde la Tierra; según la edad, cada estrella posee un color determinado: blancas, azules, amarillas, anaranjadas, rojas...

1.06.1. Origen y evolución de las estrellas

Lee el siguiente texto y realiza las actividades que te proponemos al final del mismo

• Mueren las estrellas y nacen los átomos de los elementos químicos. Somos polvo de estrellas

Las estrellas son fraguas donde se forjan los elementos químicos

La muerte de las estrellas es el nacimiento de los átomos de los elementos químicos.

• En las diferentes fases que atraviesa la vida de una estrella se mantiene un delicado equilibrio entre la fuerza gravitatoría y la fuerza expansiva de la fusión termonuclear. Cuando se agota el hidrógeno de la estrella, está se enfría, se rompe el equilibrio y gana la fuerza gravitatoria. El peso de las capas de gas genera una contracción de la estrella. Se produce un gran aumento de presión y de temperatura y comienza la fusión del helio, para dar carbono y oxígeno. Esta nueva fuente de energía hace que gane ahora la fuerza de la presión de radiación termonuclear, la estrella se expande hasta más de 300 veces su radio. La estrella se transforma en una gigante roja, como Aldebarán (Tauro), Betelgeuse (Orión) o Antares (Escorpión), cuyo gran núcleo se asemeja a una enorme cebolla. Cada una de sus capas concéntricas alberga un proceso diferente de reacción de fusión termonuclear, que forma un elemento químico distinto de menor a mayor número atómico (H, He, C; O, Ne, Mg, Si, etc.), que origina en cada fase una nueva expansión, hasta que se sintetiza el hierro, el elemento más estable de la naturaleza. Todas estas reacciones de nucleosíntesis estelar desprenden energía, pero la última de ellas, que da lugar a la síntesis del hierro, no libera energía sino que la consume. Con la fuente de energía desconectada, después de la síntesis del hierro, actúa la componente gravitatoria y la supergigante roja se colapsa, de tal forma que las ondas de choque generadas por esa tremenda implosión, rebotan en un núcleo extremadamente denso y se propagan después a gran velocidad, produciendo una tremenda explosión, que libera enormes cantidades de energía. Como consecuencia de la implosión, el núcleo de la supergigante roja, sufre una compactación extraordinaria, que queda convertida, según su masa en una estrella de neutrones, o si la estrella es muy masiva en un agujero negro. Si la fase final de la estrella es una explosión o supernova, en su holocausto nuclear, se libera tal cantidad de energía, que se siguen fusionando los núcleos atómicos de mayor masa, sintetizándose los elementos químicos más pesados que el hierro. Todos los elementos generados en las estrellas han pasado a los planetas como la Tierra y son los ladrillos de toda la materia ordinaria o visible que existe en el Universo. También existe en el Universo en grandes proporciones la materia oscura y la energía oscura, que no son visibles, pero que se manifiestan o ponen en evidencia indirectamente. La materia oscura se evidencia por sus efectos gravitacionales sobre las galaxias y la energía oscura por actuar como fuerza repulsiva en contra de la gravedad, contribuyendo a acelerar la expansión del Universo a que se alejen de nosotros los cúmulos y galaxias.

Actividades

• a) Resume el texto resaltando las ideas principales.

• b) ¿Cuál es el destino final de una estrella cuya masa sea a) menor que la del Sol. b) ¿como la del Sol?

• c) ¿Cuál es el destino final de de una estrella gigante de gran masa?

• d) ¿Dónde se formaron los elementos más pesados que el hierro? ¿Y los demás elementos?

• e) ¿Cuáles son las evidencias de la existencia de la enorme cantidad de materia oscura y de energía oscura existente en el universo?

1.06.2. El ciclo vital de una estrella

Lee el siguiente texto y realiza las actividades que te proponemos al final del mismo

• Una estrella nace por azar, cuando se juntan casualmente fragmentos de materia de las nubes difusas del espacio exterior. Entonces la gravedad se une al trabajo empezado por azar. Como todos los objetos, el grumo de materia estelar ejerce una fuerza de gravedad. La gravedad atrae más material al grumo, que, por supuesto, ejerce entonces una fuerza gravitatoria aún mayor. Finalmente la gravedad hace que el grumo, ahora masivo, se contraiga sobre sí mismo. La historia terminaría aquí con un agujero negro, si no fuera por el hecho de que a medida que el grumo de materia se contrae, el calor y la presión crecen en su centro. Conforme la temperatura y la presión siguen aumentando, los núcleos se mueven con mayor rapidez hasta que finalmente chocan unos con otros y tiene lugar la fusión nuclear. Ahora la presión de la estrella recién formada es capaz de contrarrestar la fuerza de la gravedad. La energía nuclear escapa finalmente de la masa y viaja a través del espacio en forma de radiación electromagnética, por esto es por lo que las vemos brillar.

• La gravedad, que proporciona a una estrella sus comienzos y la mantiene unida, es también su perdición. A lo largo de su ciclo vital la estrella está luchando contra el colapso total con que amenaza la gravedad. Su batalla con la gravedad determina que la

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