[E]sta coincidencia permitió a las estrellas en las últimas etapas de sus vidas convertir el helio en carbono, oxígeno y la mayoría de los otros átomos de los que estamos hechos tú y yo. [...] [W] estamos hechos de materia estelar.
Max Tegmark, Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality , p. 64
Asumiendo que el Sol no está en las últimas etapas de su vida, leí que estamos hechos principalmente de polvo de estrellas, pero no de polvo solar. Más bien, aparentemente estamos hechos principalmente de átomos producidos por estrellas anteriores (ahora muertas y enterradas).
Mi pregunta es si es probable que haya una estrella predecesora inmediata (o una productora de carbono) del Sistema Solar, o si es probable que el Sistema Solar tenga más de una (quizás muchas) (o una productora de carbono) "estrellas progenitoras"? (Y parece haber también una tercera "posibilidad": que la acumulación de, digamos, carbono requiera más de una generación de estrellas). ¿Cuál es la (hi) historia aquí?
La historia presolar precisa no se conoce. Intentaré contar una historia probable hacia atrás en el tiempo.
Nuestro sol probablemente tiene hermanos y hermanas repartidos por toda la Vía Láctea. Más atrás en el tiempo, nuestro sol probablemente formaba parte de un cúmulo estelar abierto como las Hyades . Los cúmulos estelares abiertos no son estables y expulsan estrellas durante cientos de millones de años. ( Más sobre los intentos de encontrar a los hermanos de Sun ).
Tales cúmulos de estrellas se forman típicamente en nebulosas como la Nebulosa de Orión . Las nebulosas densas suelen contener estrellas de vida corta con múltiples masas solares, que normalmente terminan como supernova , agregando átomos pesados a la nebulosa y al medio interestelar circundante . Nuestro sol es rico en átomos pesados, fáciles de detectar en las líneas espectrales de la luz solar o en el viento solar; esos átomos no pueden haberse formado en el sol, porque su núcleo aún no está lo suficientemente caliente para formar estos elementos; algunos nunca se formarán al sol. La tierra se compone principalmente de elementos químicos más pesados que el helio. Las estrellas como nuestro sol, ricas en elementos pesados, se denominan estrellas de población I.(Los astrónomos llaman metales a todos los elementos químicos además del hidrógeno y el helio). Las estrellas de la población I (y la Tierra) solo pueden haberse formado, al menos en partes, a partir de remanentes de supernova. Las estrellas viejas, nacidas en una época en la que nacieron los predecesores inmediatos de nuestro sol, todavía se pueden encontrar en la Vía Láctea. Se llaman estrellas de población II. Contienen menos material hecho de elementos pesados que nuestro sol, pero aún más que el proporcionado por el big bang. Por lo tanto, deben haber existido estrellas aún más antiguas, llamadas estrellas de población III.
Las supernovas también pueden desestabilizar el medio interestelar debido a los frentes de choque, lo que eventualmente conduce al colapso local, especialmente de las nebulosas.
Granos presolares siguen lloviendo sobre la Tierra; "los elementos de estas partículas se formaron en diferentes momentos (y lugares) en la Vía Láctea temprana".
Por esto, la respuesta probable a la pregunta es que probablemente estemos formados por restos de varias supernovas y de varias generaciones de supernovas.
Es muy poco probable que estemos hechos de material de una sola estrella. La razón más simple de esto es que tenemos oro en la tierra. El oro es (creemos) creado por la colisión de dos estrellas masivas (probablemente estrellas de neutrones).
Si solo hubiera un predecesor del sol, sería muy probable que toda su masa siguiera estando cerca. La masa total de todo el sistema solar es demasiado pequeña para haberse formado, por ejemplo, níquel y cobre en una cantidad notable. Tendrías que tener una estrella de unas 5 veces la masa del sistema solar. Esa masa no desaparece.
Por supuesto, podría especular que un par de estrellas de neutrones en 2-3 veces el sistema solar inicialmente crearon todo, luego se dividieron en alrededor de 2-3 sistemas solares diferentes. Pero tenemos bastantes elementos químicos como el hidrógeno y el helio en el sol, que no habría muchos en las estrellas de neutrones (debido a que tuvo que haberse fusionado en elementos más pesados).
Todas las estrellas pasan por algunas etapas desde su nacimiento hasta su muerte:
Inicialmente, la teoría es que el hidrógeno era el elemento químico predominante. Es el elemento químico "más simple". Cuando el helio se comprime, debido a la gravedad de una estrella, su temperatura aumentará. Una vez que alcanza alrededor de 10 millones de grados, comienza la fusión. La fusión de hidrógeno crea helio.
El helio, al ser más pesado que el hidrógeno, se hundirá hasta el centro de la estrella. Más tarde, tendrá fusión de helio, si la estrella es lo suficientemente masiva como para comprimir el helio lo suficiente. El helio generará oxígeno y carbono.
Una estrella muy masiva, con múltiples soles en masa, es capaz de fusionar oxígeno y carbono, lo que crea muchos elementos químicos diferentes; neón, sodio, magnesio, azufre y silicio. Reacciones posteriores transforman estos elementos en calcio, hierro, níquel, cromo, cobre y otros.
Eventualmente, muchas estrellas explotarán en una supernova. En ese proceso, muchos de estos materiales serán expulsados al espacio, donde se reunirán nuevamente debido a la gravedad.
El sol probablemente se creó en un universo desordenado, donde el hidrógeno y quizás el helio se juntaron en una región donde había muchos de estos otros elementos químicos.
Fuentes:
La respuesta corta es: estamos hechos de las "cosas" aportadas por muchas estrellas. El medio interestelar a partir del cual se formó el Sistema Solar se enriqueció con todo tipo de elementos sintetizados en generaciones anteriores de estrellas. La mayoría de los elementos pesados se forman y se inyectan en el ISM en una explosión de supernova de una estrella masiva.
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