Nuestro cuerpo fraguado a partir de la muerte de estrellas

Todos estamos conectados por el nacimiento espectacular, la muerte y el renacimiento de las estrellas, dice el astrofísico Enrico Ramirez-Ruiz. Viajemos a través de la historia cósmica del universo, al mismo tiempo que Enrico Ramirez-Ruiz nos explica el modo en que las supernovas han forjado los elementos de la vida para crearlo todo, desde el aire que respiramos hasta los mismos átomos de los que estamos hechos.

Todos estamos conectados por átomos.

De manera fundamental, universal.

Pero, ¿qué significa esto?

Soy astrofísico y como tal,

tengo la responsabilidad de rastrear
la historia cósmica

de cada uno de sus átomos.

De hecho, yo diría

que uno de los grandes logros
de la astronomía moderna

es la comprensión de cómo
se formaron nuestros átomos.

Mientras que el hidrógeno
y el helio se formaron

durante los primeros minutos
de la gran explosión,

el origen de los elementos pesados,

como el hierro de nuestra sangre,
el oxígeno que respiramos

o el silicio de las computadoras

yace en el ciclo de vida de las estrellas.

Las reacciones nucleares transforman
en pesados los elementos más livianos,

lo que causa que las estrellas brillen

y finalmente exploten,

lo que enriquece el universo
con estos elementos pesados.

Así que, sin la muerte de las estrellas

no habría oxígeno

u otros elementos más pesados
que el hidrógeno y el helio,

y por lo tanto no habría vida.

En nuestro cuerpo hay más átomos

que estrellas en el universo.

Y estos átomos duran mucho.

El origen de nuestros átomos

puede rastrearse hasta las estrellas
que los fabricaron en su interior

y luego explotaron y los esparcieron
a lo largo de toda la Vía Láctea,

hace millones de años.

Y yo debería saber esto

ya que realmente soy
un forense de las estrellas.

(Risas)

Y hoy los llevaré a un viaje que empieza
con la explosión de una supernova

y termina con el aire que
estamos respirando ahora mismo.

¿De qué está hecho nuestro cuerpo?

El 96 % consiste en solo cuatro elementos:

hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno.

Ahora bien, el personaje principal
de esta historia cósmica es el oxígeno.

No solo la mayor parte de nuestro cuerpo
está hecha de oxígeno,

sino que es el único elemento que lucha
para proteger la vida en la Tierra.

La mayoría del oxígeno
que se halla en el universo

se produjo
durante toda la historia del universo,

en las explosiones de supernova.

Estas explosiones de supernova señalan
la muerte de las estrellas masivas.

Y durante un mes brillante,

una explosión de supernova puede ser
más brillante que toda una galaxia

que contiene miles
de millones de estrellas.

Es realmente asombroso,

porque las estrellas masivas
arden con más brillo

y tienen una muerte espectacular
en comparación con otras estrellas.

La fusión nuclear es el elemento vital
de todas las estrellas,

incluido el Sol,

y, como resultado, es la fuente
de toda la energía en la Tierra.

Pueden pensar en las estrellas
como fábricas de fusión

que obtienen su energía
haciendo chocar átomos entre sí

en su interior denso y caliente.

Ahora bien, las estrellas como el Sol,

que son relativamente pequeñas,

transforman el hidrógeno en helio,

pero las estrellas más pesadas, con masas
ocho veces superiores a la del Sol,

continúan con este ciclo de transformación

incluso después de haber agotado
el helio de su núcleo.

Entonces, en ese momento,

a la estrella solo le quedará
un núcleo de carbono

que, como Uds. saben,
es el componente básico de la vida.

Este núcleo de carbono
continúa desmoronándose

y, como resultado,
aumenta la temperatura,

lo que permite que se produzcan
nuevas reacciones nucleares,

y el carbono se transforma en oxígeno,

en neón, silicio, azufre

y finalmente en hierro.

Y el hierro es el último.

¿Por qué?

Porque el hierro tiene el núcleo
más denso del universo,

y esto significa que no podemos
obtener energía de quemar hierro.

Así que, cuando todo el núcleo
de la estrella masiva es de hierro,

ya no tiene más combustible.

Y ese es un muy mal día
para una estrella.

(Risas)

Sin combustible no puede generar calor,

y entonces la gravedad
ha ganado la batalla.

Al núcleo de hierro no le queda
otra opción que desmoronarse,

con lo que adquiere una gran densidad.

Piensen en 300 millones de toneladas

reducidas a un espacio del tamaño
de un terrón de azúcar.

A esta densidad tan extrema
el núcleo resiste el colapso

y, como resultado,

todo el material que cae
rebota fuera del núcleo.

Y este drástico rebote,

que ocurre más o menos
en una fracción de segundo,

es responsable de la expulsión en todas
direcciones del resto de la estrella,

y finalmente forma
una explosión de supernova.

Así que, lamentablemente,
desde la perspectiva de un astrofísico,

las condiciones en el centro
de estas estrellas que explotan

no se pueden recrear en un laboratorio.

(Risas)

Pero, por suerte para la humanidad,
no podemos hacerlo.

(Risas)

¿Qué significa esto?

Significa que los astrofísicos

debemos confiar en sofisticadas
simulaciones de computadora

para poder entender
este complejo fenómeno.

Podemos utilizar estas simulaciones
para entender cómo se comporta el gas

bajo estas condiciones extremas,

y para responder cuestiones fundamentales

como: "¿Qué fue lo que alteró
a la estrella masiva?"

"¿Cómo es que esta implosión
se puede revertir en una explosión?"

Existe un gran debate en el área,

pero todos estamos de acuerdo
en que los neutrinos,

que son esas elusivas
partículas elementales,

juegan un papel importante.

¿Sí?

Les mostraré una de esas simulaciones.

Cuando el núcleo colapsa, se producen
neutrinos en grandes cantidades.

Y, de hecho,

son los responsables de transferir
la energía al núcleo.

Así como la radiación térmica calienta,

los neutrinos inyectan
energía en el núcleo,

lo que aumenta la posibilidad
de perturbar a la estrella.

De hecho, durante una fracción de segundo,

los neutrinos inyectan tanta energía

que la presión aumenta lo suficiente
como para producir una onda expansiva,

la que altera toda la estrella.

Y en esta onda expansiva
se producen los elementos.

Así que, gracias neutrinos.

(Risas)

Las supernovas son brillantes,

y durante un breve período

irradian más energía que el Sol
durante toda su vida.

Ese punto de luz que ven ahí,

que ciertamente no estaba allí antes,

arde como un faro,

indicando claramente la posición
en la que murió la estrella masiva.

En una galaxia como nuestra Vía Láctea,

estimamos que,
aproximadamente cada 50 años,

muere una estrella masiva.

Esto implica que
en alguna parte del universo

hay una explosión
de supernova cada segundo.

Y por suerte para los astrónomos,

algunas de ellas se encuentran
relativamente cercanas a la Tierra.

Varias civilizaciones han registrado
estas explosiones de supernova

mucho antes de que
se inventara el telescopio.

La más famosa de ellas

es probablemente la explosión de supernova
que originó la nebulosa del Cangrejo.

¿Sí?

Los astrónomos coreanos y chinos
registraron esta supernova en 1054,

como seguramente lo hicieron
los nativos americanos.

La supernova ocurrió
a unos 5600 años luz de la Tierra.

Y era tan brillante

que los astrónomos
la podían ver durante el día.

Y durante unos dos años se pudo ver
a simple vista en el cielo nocturno.

Unos 1000 años después,
¿qué es lo que vemos?

Vemos estos filamentos
esparcidos por la explosión,

y que se mueven a más
de 480 km por segundo.

Estos filamentos son esenciales
para que podamos entender

cómo mueren las estrellas masivas.

La imagen que ven

fue montada por el telescopio
espacial Hubble

durante un período de tres meses.

Y es muy importante para los astrónomos

porque lleva el legado químico

de la estrella que explotó.

Los filamentos anaranjados que ven
son los restos destruidos de la estrella,

y están hechos
principalmente de hidrógeno,

mientras que los filamentos rojos y azules

son el oxígeno recién sintetizado.

El estudio de los restos de supernovas,
como la nebulosa del Cangrejo

permitió que los astrónomos
concluyeran firmemente

que la mayoría del oxígeno de la Tierra

se produjo por
las explosiones de supernova

durante la historia del universo.

Y podemos estimar

que para poder formar todos los átomos
de oxígeno de nuestro cuerpo,

se necesitaron unas 100 millones
de supernovas.

Así que, cada pedacito de Uds.,
o al menos la gran mayoría,

provino de una de esas explosiones
de supernova.

Y quizá se pregunten:

¿cómo esos átomos

que se generaron
en esas condiciones tan extremas

vinieron a parar a nuestro cuerpo?

Quisiera que sigan
este ejercicio mental.

Imaginen que estamos en la Vía Láctea
y ocurre una supernova.

Ha expulsado toneladas
de átomos de oxígeno

en el espacio casi vacío.

Algunos de ellos pudieron
reunirse en una nube.

Ahora bien, hace 4500 millones de años,

algo perturbó esa nube
y causó que colapsara,

lo que formó el Sol en el centro
y el sistema solar.

Así que el Sol, los planetas
y la vida en la Tierra

dependen de este bello ciclo

del nacimiento, la muerte
y el renacimiento estelar.

Y esto continúa el reciclado
de los átomos en el universo.

Como resultado, la astronomía
y la química están íntimamente conectadas.

Somos una forma de vida
que ha evolucionado

para inhalar los productos
de desecho de las plantas.

Pero ahora saben

que también inhalamos
los productos de desecho

de las explosiones de supernovas.

(Risas)

Así que, tomen un momento, inhalen.

Un átomo de oxígeno
recién ha entrado en su cuerpo.

Ciertamente ese átomo

recuerda que estuvo
dentro de una estrella

y posiblemente fue producido
por una explosión de supernova.

Quizá este átomo haya viajado
por todo el sistema solar

hasta que se derramó sobre la Tierra,

mucho antes de que llegara a Uds.

Cuando respiramos

cada día empleamos
cientos de litros de oxígeno.

Tengo la gran suerte de estar
frente a este hermoso público,

pero en realidad les estoy robando
sus átomos de oxígeno.

(Risas)

Y como estoy hablando con Uds.,

les estoy devolviendo algunos de ellos
que alguna vez residieron en mí.

Así que la respiración

participa en este hermoso
intercambio de átomos.

Y quizá se pregunten:

"¿Cuántos de los átomos de nuestro cuerpo
pertenecieron a Frida Kahlo?"

(Risas)

Unos 100 000 de ellos.

Otros 100 000 probablemente
pertenecieron a Marie Curie,

unos 100 000 más a Sally Ride,

o a cualquiera en quien quieran pensar.

Así que respirar no es sólo llenarnos
los pulmones con historia cósmica,

sino también con historia humana.

Quisiera terminar mi charla
compartiendo un mito

muy cercano a mi corazón.

Un mito de la cultura Chichimeca,

que es una cultura mesoamericana
muy poderosa.

Los chichimecas creen

que nuestra esencia
se formó en los cielos.

Y que en su viaje hasta nosotros

se fragmentó en toneladas
de diferentes pedacitos.

Mi abuelo solía decir:

"Una de las razones por las que
te sientes incompleto

es porque extrañas a tus otros pedacitos".

(Risas)

"Pero que eso no te engañe.

Te han dado una oportunidad
increíble de crecer.

¿Por qué?

No es que esos pedacitos
fueron esparcidos sobre la Tierra

y debes ir a recogerlos.

No, esos pedacitos han caído
en otras personas.

Y solo al compartirlos
te vuelves más completo.

Sí, durante tu vida

habrá individuos
que tienen pedazos enormes

que te hacen sentir completo.

Pero en tu búsqueda para completarte,

debes atesorar y compartir
cada uno de esos pedacitos".

A mí me suena como
la historia del oxígeno,

(Risas)

que empezó en los cielos
con una explosión de supernova,

y continúa hoy en día,

dentro de los confines de la humanidad.

Los átomos de nuestro cuerpo
se han embarcado en una odisea épica,

con períodos de tiempo desde miles
de millones de años hasta solo siglos,

y todo conduce a Uds.,

a todos Uds.,

testigos del universo.

Gracias.

(Aplausos)