Cuando miramos el cielo nocturno, las estrellas parecen pequeños puntos de luz, pero en realidad son enormes esferas de gas extremadamente caliente. La pregunta «¿De qué están hechas las estrellas?» tiene una respuesta sencilla y otra más completa: están formadas principalmente por hidrógeno y helio, aunque también contienen pequeñas cantidades de otros elementos. Además, en su interior ocurren procesos que transforman la materia y producen la energía que vemos como luz y calor.
Hidrógeno y helio: los ingredientes principales
La mayor parte de una estrella está compuesta por hidrógeno, el elemento más abundante del universo. En muchas estrellas representa aproximadamente entre el 70 % y el 75 % de su masa. El segundo componente más importante es el helio, que suele constituir cerca del 24 % de la masa estelar.
El resto está formado por cantidades pequeñas de elementos más pesados, como carbono, oxígeno, neón, hierro y silicio. En astronomía, todos los elementos que son más pesados que el helio reciben el nombre de metales, aunque no todos sean metales en el sentido cotidiano.
Por tanto, una estrella no es una bola de fuego hecha de roca ni una llama gigante. Es una enorme esfera de plasma: un gas tan caliente que sus átomos pierden parte o todos sus electrones. En ese estado, las partículas cargadas se mueven con mucha libertad.
¿Qué sucede dentro de una estrella?
La gravedad atrae toda la materia hacia el centro de la estrella y provoca una presión enorme. Al mismo tiempo, la temperatura interior alcanza millones de grados. En esas condiciones, los núcleos de hidrógeno pueden unirse mediante un proceso llamado fusión nuclear.
En las estrellas parecidas al Sol, varios núcleos de hidrógeno terminan formando un núcleo de helio. La masa del helio es ligeramente menor que la masa de los núcleos originales. Esa pequeña diferencia se transforma en una gran cantidad de energía, de acuerdo con la famosa relación entre masa y energía de Einstein: E = mc².
La energía producida en el núcleo viaja hacia el exterior y finalmente escapa en forma de luz, calor y otras radiaciones. Este equilibrio entre la gravedad, que comprime la estrella, y la energía interna, que empuja hacia afuera, permite que la estrella mantenga su forma durante millones o miles de millones de años.
- En el núcleo ocurre la fusión nuclear y se genera la mayor parte de la energía.
- En las capas interiores, la energía se transporta mediante radiación o mediante movimientos del plasma.
- En la superficie visible, llamada fotosfera, la energía se emite hacia el espacio.
Las capas de una estrella no son todas iguales
Aunque una estrella parece una esfera uniforme desde lejos, sus distintas zonas tienen temperaturas y funciones diferentes. El núcleo es la región central y la más caliente; allí se produce la fusión. Alrededor se encuentran capas que transportan la energía hacia la superficie.
La fotosfera es la capa que vemos con telescopios ópticos. Sobre ella puede haber una atmósfera formada por la cromosfera y la corona. La corona es muy extensa y, aunque está más alejada del centro, puede alcanzar temperaturas sorprendentes. De ella parten partículas que forman el viento estelar.
No todas las estrellas tienen exactamente la misma estructura. Su tamaño, temperatura y composición dependen de su masa y de la etapa de su vida. Una estrella muy masiva puede alcanzar temperaturas internas mucho mayores que una estrella pequeña.
¿Cómo sabemos de qué están hechas?
Los científicos no necesitan viajar hasta las estrellas para estudiar su composición. Analizan la luz que llega a los telescopios mediante una técnica llamada espectroscopia. Cuando la luz se separa en sus diferentes colores, aparecen líneas oscuras o brillantes que funcionan como huellas dactilares de los elementos.
Cada elemento absorbe o emite luz en longitudes de onda concretas. Si el espectro de una estrella contiene las líneas características del hidrógeno, el helio o el hierro, los astrónomos pueden identificar esos elementos y calcular aproximadamente cuánto hay de cada uno.
El color también aporta información. Las estrellas azuladas suelen tener superficies más calientes, mientras que las rojizas son más frías. Esto no significa que una estrella roja esté fría como el hielo: incluso su superficie puede superar varios miles de grados Celsius.
La composición cambia a lo largo de la vida estelar
Una estrella nace cuando una nube de gas y polvo se contrae por efecto de la gravedad. Al principio contiene sobre todo hidrógeno y helio. Con el paso del tiempo, consume el hidrógeno de su núcleo y acumula helio. Cuando las condiciones son adecuadas, algunas estrellas comienzan a fusionar elementos más pesados, como carbono, oxígeno o silicio.
Las estrellas de gran masa pueden fabricar elementos hasta llegar al hierro. En sus etapas finales, algunas explotan como supernovas y dispersan esos elementos por el espacio. De este modo, el material de antiguas estrellas puede formar nuevas estrellas, planetas y seres vivos.
Muchos átomos de nuestro cuerpo, como el carbono, el oxígeno, el calcio y el hierro, se originaron en estrellas anteriores. Por eso se dice, de manera poética pero científicamente relacionada, que somos polvo de estrellas: la materia estelar reciclada forma parte del mundo que conocemos.
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