Historia del universo
La composición química del Universo está dominada por el hidrógeno y el helio producidos en el Big Bang. Los aproximadamente 90 elementos químicos restantes se producen en las estrellas y constituyen sólo un pequeño porcentaje de la masa total. Los astrónomos denominan a estos elementos (todos excepto el hidrógeno y el helio) como metales, aunque esto incluye elementos como el carbono y el oxígeno que no se consideran metales en el sentido normal.
La abundancia de metales con respecto al hidrógeno se conoce como metalicidad. Mientras que el hidrógeno y el helio se encuentran en gran abundancia en todo el Universo, la metalicidad varía en función de la historia de la formación estelar en la región. La composición química del Sol nos da una idea de la composición química de la vecindad solar:
Las metalicidades más altas se encuentran en los centros de las galaxias. Por ejemplo, cerca del centro de la Vía Láctea se han observado estrellas con metalicidades de hasta tres veces el valor solar. Sin embargo, también hay estrellas con sólo una décima parte del valor solar. Estas estrellas se formaron al principio de la historia de la galaxia, antes de que el medio interestelar (y las generaciones posteriores de estrellas) se enriquecieran en metales por la acción de otras estrellas.
Abundancia de elementos en la corteza terrestre
Un número relativamente pequeño de elementos compone toda nuestra existencia. Nuestro cuerpo, la Tierra, el Sol y todo lo que conocemos en el Universo están compuestos por un conjunto de poco más de cien átomos diferentes. Eso es todo. La mayoría de nosotros estamos familiarizados con la tabla periódica de elementos de Mendeleyev, que mapea ingeniosamente los elementos por sus propiedades. Muchos sabemos también que los átomos de estos elementos constituyen toda la materia del universo. Pero, ¿se ha preguntado alguna vez de dónde vinieron estos átomos a la Tierra y cuál fue su origen?
Las evaluaciones actualizadas dicen que el 73% de toda la materia del Universo son átomos de hidrógeno y un 25% adicional son átomos de helio. Todo lo demás constituye un escaso 2% del material restante en el universo. Además, si se profundiza en los secretos de la astronomía, se descubre que los átomos sólo representan el 12% del Universo y que la mayor parte, un 72%, está compuesta por algo que no se comprende del todo, llamado «materia oscura».
Una de las razones por las que esta información es tan sorprendente es que la situación en la Tierra es muy diferente. El elemento más abundante en la Tierra es el oxígeno, seguido del silicio, el aluminio y el hierro. El hidrógeno ocupa el décimo lugar. Sin embargo, hay que recordar que nuestro planeta y todo lo que hay en él son responsables de sólo un pequeño fragmento de toda la materia del Universo.
La materia en el universo
Los elementos son materia que no puede descomponerse en sustancias más simples. En la tabla periódica, cada elemento se distingue por su número atómico, que describe el número de protones en los núcleos de sus átomos.
Las primeras estrellas quemaron su combustible rápidamente y sólo pudieron fabricar unos pocos elementos más pesados que el hidrógeno y el helio. Cuando esas estrellas se convirtieron en supernovas y expulsaron los elementos que habían producido, sembraron la siguiente generación de estrellas.
La siguiente generación de estrellas sembradas fue capaz de producir otros tipos de elementos más pesados, como el carbono, el magnesio y casi todos los elementos de la tabla periódica. Cualquier elemento más pesado que el hierro ha pasado por al menos una supernova.
Las estrellas son objetos inmensos -más del 99% de la masa de nuestro sistema solar está en nuestro Sol- y la gravedad las aprieta. Mientras tanto, la combustión en el interior de una estrella crea energía que contrarresta la presión de la gravedad, por lo que nuestro sol es estable».
Cuando las estrellas mueren y pierden su masa, todos los elementos que se habían generado en su interior son arrastrados al espacio. A continuación, la siguiente generación de estrellas se forma a partir de esos elementos, se queman y vuelven a ser barridos.
Los elementos más comunes 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
filamentos intergalácticos de millones de años luz de longitud. Este oxígeno se produjo probablemente hace más de diez mil millones de años, en algunas de las primeras supernovas que se produjeron en la historia del Universo. Si la tasa de supernovas es lo suficientemente alta, los efectos combinados de muchas ondas de choque de supernovas pueden impulsar un viento a escala galáctica que puede expulsar el gas de una galaxia. Un ejemplo excelente es la galaxia M82.