Elementos en el universo

¿Dónde se crean el resto de los elementos del universo?

La formación de los elementos comenzó hace unos 14.000 millones de años en los primeros minutos del Big Bang. Después de unos 20 minutos, la materia ordinaria del Universo era una mezcla de hidrógeno, helio y electrones, que

diferentes escalas y en tipos de objetos extremadamente variados. Los datos del observatorio de rayos X Chandra de la NASA sobre las estrellas que han explotado, por ejemplo, revelan nubes de gas ricas en elementos como el oxígeno, el silicio, el azufre, el calcio y el hierro, y rastrean la velocidad a la que

Los astrónomos creen que el remanente de supernova G292.0+1.8, uno de los tres únicos en la Vía Láctea de los que se sabe que son ricos en oxígeno, se formó por el colapso y la explosión de una estrella masiva. Las supernovas son de gran interés porque son una fuente primaria de los elementos pesados que se cree que son necesarios para formar planetas y vida.

El oxígeno es el elemento más abundante en el cuerpo humano (alrededor del 65% en masa), el calcio ayuda a formar y mantener los huesos y dientes sanos, y el hierro es una parte vital de los glóbulos rojos que transportan el oxígeno por el cuerpo. Todo el oxígeno del Sistema Solar procede de la explosión de estrellas masivas. Aproximadamente la mitad del calcio y el 40% del hierro también proceden de estas explosiones, y el resto de estos elementos son suministrados por explosiones de estrellas enanas blancas de menor masa.

5 elementos más comunes en el cuerpo humano

Las abundancias químicas pueden medirse, y se han medido, en un gran número de estrellas de nuestra galaxia y en un número considerablemente menor de galaxias locales. También se pueden medir las abundancias químicas de las nubes de gas incandescente y esta técnica tiene un alcance mucho mayor. Además, la suma de la luz de todas las estrellas de una galaxia puede utilizarse para obtener información aproximada sobre su química media, lo que también puede utilizarse a grandes distancias.

A partir de estas mediciones tenemos una idea bastante clara de la química de nuestra parte local del universo. Se puede entonces construir un inventario para hacer una tabla como la de tu pregunta. En ella predominan las estrellas y el gas; los planetas no pueden medirse, pero son una fracción insignificante de la masa.

Ahora bien, hay una complicación. La química del universo cambia con el tiempo, porque el hidrógeno y el helio se transforman gradualmente en elementos más pesados dentro de las estrellas, y luego gran parte de los productos se distribuyen en el medio interestelar e intergaláctico cuando las estrellas mueren. Por tanto, para obtener un inventario «actualizado» hay que excluir las estrellas más antiguas y centrarse más en el gas, que da una idea de la química actual en el medio interestelar.

Elementos del cuerpo humano

Los átomos pueden unirse para formar moléculas, incluidas las moléculas orgánicas y los procesos biológicos, en… [+] el espacio interestelar, así como en los planetas. Pero esto sólo es posible con los elementos pesados, que sólo se crean cuando se forman las estrellas.

La imagen más actualizada que muestra el origen primario de cada uno de los elementos que aparecen… [+] naturalmente en la tabla periódica. Las fusiones de estrellas de neutrones, las colisiones de enanas blancas y las supernovas de colapso del núcleo pueden permitirnos subir aún más de lo que muestra esta tabla.

Las abundancias de los elementos en el Universo hoy en día, tal y como se han medido para nuestro Sistema Solar. A pesar de… [+] ser los elementos 3, 4 y 5 más ligeros de todos, las abundancias de litio, berilio y boro están muy por debajo de todos los demás elementos cercanos de la tabla periódica.

Las primeras estrellas y galaxias del Universo estarán rodeadas de átomos neutros de… [+] gas de hidrógeno, que absorbe la luz de la estrella y frena cualquier eyección. Las grandes masas y las altas temperaturas de estas primeras estrellas ayudan a ionizar el Universo, pero hasta que no se formen suficientes elementos pesados y se reciclen en futuras generaciones de estrellas y planetas, la vida y los planetas potencialmente habitables son totalmente imposibles.

El elemento más abundante del universo

La abundancia de los elementos químicos es una medida de la presencia de los elementos químicos en relación con todos los demás elementos en un entorno determinado. La abundancia se mide de tres maneras: por la fracción de masa (lo mismo que la fracción de peso); por la fracción molar (fracción de átomos por conteo numérico, o a veces fracción de moléculas en los gases); o por la fracción de volumen. La fracción de volumen es una medida de abundancia común en los gases mezclados, como las atmósferas planetarias, y tiene un valor similar a la fracción molar molecular para las mezclas de gases a densidades y presiones relativamente bajas, y las mezclas de gases ideales. La mayoría de los valores de abundancia en este artículo se dan como fracciones de masa.

Por ejemplo, la abundancia de oxígeno en el agua pura puede medirse de dos maneras: la fracción de masa es aproximadamente el 89%, porque esa es la fracción de la masa del agua que es oxígeno. Sin embargo, la fracción molar es de aproximadamente el 33% porque sólo 1 átomo de los 3 que hay en el agua, H2O, es oxígeno. Otro ejemplo es la abundancia de la fracción de masa del hidrógeno y del helio en el Universo en su conjunto y en las atmósferas de los planetas gigantes gaseosos como Júpiter, que es del 74% para el hidrógeno y del 23-25% para el helio, mientras que la fracción molar (atómica) del hidrógeno es del 92% y la del helio del 8% en estos entornos. Si se cambia el entorno dado a la atmósfera exterior de Júpiter, donde el hidrógeno es diatómico mientras que el helio no lo es, la fracción molar molecular (fracción de las moléculas totales del gas), así como la fracción de la atmósfera en volumen, cambian a cerca del 86% del hidrógeno y al 13% del helio[Nota 1].