La primera observación del interior de una estrella abre una ventana sin precedentes al nacimiento de la materia | Ciencia

“El nitrógeno de nuestro ADN, el calcio de nuestros dientes, el hierro de nuestra sangre y el carbono de nuestras tartas de manzana fueron creados en el interior de estrellas en proceso de colapso. Estamos hechos de sustancia de las estrellas”, proclamó el astrofísico estadounidense Carl Sagan en su célebre libro Cosmos hace casi medio siglo. Un equipo de científicos ha logrado ahora contemplar por primera vez esas entrañas estelares, la caótica fragua en la que se forman los elementos químicos de los que están hechos los seres humanos y todo lo que los rodea. “Me quedé deslumbrado”, rememora el astrofísico alemán Steve Schulze, que ha encabezado la investigación.Para entender la importancia del descubrimiento hay que retroceder hasta la gran explosión que dio lugar al universo hace 13.800 millones de años. En los tres primeros minutos tras el Big Bang se formaron casi todos los átomos ligeros del universo, sobre todo el omnipresente hidrógeno, cuyas acumulaciones forman las estrellas. En el interior estelar, la temperatura y la presión son tan altas que el hidrógeno se fusiona y va formando elementos cada vez más pesados, empezando por el helio. La suma del silicio y el azufre, por ejemplo, produce el hierro, el átomo más pesado que se puede generar dentro de una estrella.Más informaciónEl resultado es una especie de “cebolla cósmica”, un término habitual entre los astrónomos. “Este proceso transforma la estrella en una estructura en capas: hidrógeno en el exterior, después helio, luego capas de carbono/oxígeno, magnesio/neón/oxígeno, oxígeno/silicio/azufre y, finalmente, hierro en el centro. Por lo tanto, la capa rica en silicio y azufre está enterrada bajo muchos otros materiales y es inaccesible en circunstancias normales, lo que hace que sea casi imposible de observar directamente”, señala Schulze, de la Universidad del Noroeste, en la ciudad estadounidense de Evanston.Un telescopio localizado en la cumbre de un volcán hawaiano registró en septiembre de 2021 el espectro de luz emitido por una supernova, la explosión de una estrella. El estallido, ocurrido a 2.200 millones de años luz de distancia y denominado SN 2021yfj, no era una supernova más. El aparato capturó el fenómeno en un momento extraordinario, justo cuando la estrella estaba despojada de sus capas exteriores y permitía asomarse a su interior. “Al principio no sabíamos que habíamos descubierto una estrella desnuda hasta los huesos. Me quedé boquiabierto cuando el profesor Avishay Gal-Yam, del Instituto Weizmann de Ciencias [en Israel]llegó a la conclusión de que habíamos observado silicio, azufre y argón”, rememora Schulze. Su hallazgo se publica este miércoles en la portada de la revista Nature, referente de la ciencia internacional.El astrofísico alemán Steve Schulze, fotografiado este miércoles.Anamaria Gkini Schulze, nacido en la localidad alemana de Halle hace 45 años, subraya que se conocen “más de 1.000 millones de estrellas” en la galaxia en la que se encuentra la Tierra ―la Vía Láctea― y en sus vecinas de las Nubes de Magallanes. La mayor parte de estas estrellas conserva su cubierta de hidrógeno al morir, pero una minoría pierde esta capa o incluso la más profunda de helio antes de estallar formando una supernova. Este desnudamiento superficial puede ocurrir debido a vientos estelares fuertes, a erupciones o a interacciones con otra estrella, pero nunca se había detectado un striptease estelar prácticamente total.“No se conoce ninguna estrella en la Vía Láctea o en las Nubes de Magallanes que esté desnuda hasta la capa de oxígeno/silicio. El hallazgo de la supernova SN 2021yfj indica que existen procesos de desnudamiento infrecuentes y muy extremos”, argumenta Schulze, que trabajó en el Instituto de Astrofísica de la Pontificia Universidad Católica de Chile hasta hace una década. La fusión de elementos químicos más pesados que el carbono solo ocurre en estrellas que tienen al menos ocho veces la masa del Sol y se denominan masivas. “Esta es la primera vez que observamos las capas internas de una estrella masiva, lo cual es importante para probar y mejorar nuestros modelos de la evolución estelar. Además, este descubrimiento nos proporciona información sobre el lugar de formación del silicio y el azufre en las estrellas masivas”, añade Schulze.La explicación del astrofísico alemán remite a otro pensamiento similar de Carl Sagan, esta vez de su serie de televisión Cosmos: “El silicio de las rocas, el oxígeno del aire, el carbono de nuestro ADN, el oro que hay en nuestros bancos, el uranio de nuestros arsenales… Todos fueron creados a miles de años luz de distancia y hace miles de millones de años. Nuestro planeta, nuestra sociedad y nosotros mismos estamos hechos de polvo cósmico”.El equipo del físico José Ángel Martín Gago ha construido en su laboratorio una máquina de cuatro millones de euros para simular la muerte de las estrellas, en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC). Martín Gago y su colega Gonzalo Santoro, del Instituto de Física Fundamental, celebran el nuevo descubrimiento, en una valoración conjunta enviada a este periódico. “Esta observación confirma la estructura en capas de las supernovas, que es el modelo que se ha empleado para describirlas, aunque hasta ahora no estaba claro que fuera válido. Confirmar este modelo es muy importante para poder describir la evolución estelar”, aplauden.Las supernovas y las estrellas gigantes rojas son objetos esenciales en la formación del polvo cósmico, recalcan los dos investigadores españoles. “Este estudio ofrece una información fundamental para comprender cómo se forman y evolucionan especies químicas en el universo. A nivel de astroquímica de laboratorio, este trabajo abre nuevas vías, ya que proporciona valores empíricos sobre las abundancias de silicio y azufre que podrían utilizarse para recrear en el laboratorio las condiciones de formación y evolución de moléculas ricas en estos elementos”, explican. “Este enfoque permitirá avanzar en la modelización de reacciones químicas y profundizar en los procesos de formación de polvo cósmico en el espacio”, añaden. El descubrimiento de la estrella desnuda ofrece una ventana sin precedentes a la creación de la sustancia estelar de la que están hechos los seres humanos y todo lo demás.