Fills dels Estels

Nebulosa del Cranc, restes de la supernova de tipus II del 1054, vista pel Telescopi espacial Hubble (Credit: NASA/ESA)

Article publicat a El Periòdic d'Andorra el 04/02/09:

Celebrant l'any internacional de l'astronomia, aquest article enceta una sèrie de col.laboracions amb EL PERIÒDIC per intentar apropar a tothom aquesta ciència lligada a la humanitat des de la nit dels temps.

Sovint hom pensa que l'astronomia és una ciència molt allunyada de la realitat quotidiana. Sembla que els astrònoms mirem al cel despreocupant-nos del que passa a la Terra amb la resta dels humans. La veritat és què el que ens preocupa està sovint molt més íntimament lligat amb nosaltres del que pensa la gent. Segurament molts de vosaltres us heu parat a pensar alguna vegada de què estem fets els humans. Potser heu agafat una enciclopèdia qualsevol i heu trobat que el cos humà es compon de tres elements principals que són 65% d'oxigen, 18% de carboni i 10% d'hidrogen.

ALHORA, SOM
fets d'heli, calci, fòsfor, potassi, sofre o ferro amb quantitats molt més petites, però indispensables per a la vida. Ara, el que potser no us heu preguntat mai, o potser sí si sou prou curiosos, és d'on vénen tots aquests elements químics que ens componen.
Durant segles científics de tota classe van buscar la resposta a aquesta pregunta, que no va arribar fins fa uns pocs anys gràcies a les investigacions i les observacions dels astrònoms.George Gamow i Ralph Alpher, dos astrofísics americans, van ser els primers en proposar als anys 40 que l'hidrogen, l'element més comú en l'univers, juntament amb la majoria de l'heli, es van crear pocs segons després d'aquest moment que anomenem Big Bang, l'instant d'origen de tot el nostre Univers. D'això fa ara uns 15.000 milions d'anys, en aquells moments inicials on l'Univers sencer era una sopa bulliciosa i concentrada de partícules elementals com ara els quarks, que en expandir-se i refredar-se, van ajuntar-se per formar el primer protó, el nucli de l'àtom d'hidrogen.
La resta d'elements com ara l'oxigen i el carboni es van crear molt més tard, uns quants centenars de milions d'anys després del Big Bang. Als anys 50, Fred Hoyle, un astrònom americà i els seus col.laboradors van descobrir que l'únic lloc que té les condicions necessàries per crear aquests elements és el cor dels estels. Els estels neixen de grans núvols d'hidrogen que hi ha en el cosmos, com a llegat del Big Bang. A causa de la força de la gravitació, parts d'aquests núvols es concentren en enormes boles d'hidrogen que atrauen més i més hidrogen cap a elles.

QUAN LES
condicions de temperatura i pressió arriben al nivell necessari en l'interior de les boles, és a dir, almenys uns tres milions de graus Kelvin, els àtoms individuals d'hidrogen comencen a fusionar-se per crear un àtom d'heli que consisteix bàsicament en dos àtoms d'hidrogen. És el que anomenem una reacció de fusió nuclear. Aquesta reacció extremament poderosa i energètica és la que fa que els estels com el nostre sol emetin la llum i la calor necessàries per a la vida a la Terra.
Les reserves d'hidrogen dels estels no són inesgotables, i a mesura que avancen en el seu cicle de vida, l'hidrogen esdevé de més en més escàs. Al cap d'uns centenars de milions d'anys pels estels més massius o d'uns milers de milions d'anys pels menys massius, els estels ja no tenen suficient hidrogen per seguir amb la seva reacció de fusió nuclear. Comencen aleshores un segon cicle, la fase de gegants vermells, on, en lloc de fusionar hidrogen, fusionen l'heli que havien produït en la primera fase. Aquesta fusió és la que permet crear elements com per exemple l'oxigen o el carboni del qual estem fets principalment.
Però només són certs estels, els més massius, almenys nou vegades més grans que el nostre sol, que aconsegueixen crear per fusió nuclear elements tant o més pesants com el ferro. Aquests estels, un cop han esgotat tot el combustible per la fusió nuclear, acaben explotant de manera violenta i espectacular en el que els astrònoms anomenem Supernova de tipus II, destruint completament tot el que els envolta. L'última supernova d'aquest tipus que es va observar a la Terra va ser al 1054, en la constel.lació del Taure, sent tan brillant que durant 23 dies es va poder veure en plena llum del dia com ho van registrar astrònoms xinesos, japonesos i àrabs de l'època tot i ser a més de 6.300 anys llum de distància, cosa que equival a uns 60.000 bilions de quilòmetres (un 6 amb 16 zeros al darrere).
Són les explosions més poderoses i destructives que s'observen en l'Univers, cosa que provoca que el cor d'aquests estels quedi quasi completament desintegrat i els diversos elements químics que s'han produït per les reaccions de fusió s'escampin a gran velocitat sota la forma de grans núvols de pols còsmica. Avui en dia encara podem observar les restes de la supernova del 1054 sota la forma del núvol de pols que anomenem la nebulosa del cranc o Messier 1 al ser el primer objecte que l'astrònom francès Charles Messier va catalogar al 1774 en el seu Catalogue de Nebuleuses et amas d'étoiles. Les explosions gegantines de les supernoves provoquen alhora ones de xoc d'una potència fabulosa que es propaguen fins a enormes distàncies i que en topar contra grans concentracions d'hidrogen inicien el procés de formació d'un nou estel i potser també d'un nou sistema planetari.

AIXÍ ÉS
com creiem que segurament va començar la nostra història, la història del nostre sistema solar, fa uns 5.000 milions d'anys. La mort d'un estel gegant en les proximitats d'on som ara, expulsant el seu sembrat d'elements químics, va iniciar la formació del nostre sol, de la nostra Terra i de tota la vida que en ella s'hi troba. Encara no hem acabat d'encaixar amb precisió totes les peces del trencaclosques dels nostres orígens i són molts encara els misteris que esperen resposta.
Però sabem que som els fills directes d'aquell estel i dels milions d'altres estels desapareguts que al llarg de la història de l'univers l'han anat enriquint amb la llavor química de la vida. Som l'últim, o penúltim, esglaó en la gran història de l'evolució còsmica.
Per això, quan observem el cel, quan mirem als estels, no fem res més que buscar la resposta a la pregunta més íntima que s'ha fet l'home des que té ús de raó: ¿d'on venim? No és d'estranyar aleshores la vibrant fascinació que l'astronomia exerceix sobre els homes des de temps immemorials. Buscant l'origen de l'univers hem trobat les claus del nostre propi origen.
Estudiant com evoluciona el cosmos, provem d'entreveure quin serà el nostre esdevenir. Cercant altres planetes tant dins com fora del nostre sistema solar volem saber si habitem en l'únic racó de l'espai on ha proliferat la vida i ha advingut la consciència.