En el universo existe una ley de hierro, tan primigenia como fundamental: nada se tira, todo se recicla. Si así no fuera, ya casi no quedarían estrellas, y las galaxias no serían más que tristes reservorios de materia muerta, condenada a la oscuridad más profunda y al frío más pavoroso. Y si así no fuera, nosotros mismos no estaríamos aquí. Al fin de cuentas, nuestra existencia, y la de todo el Sistema Solar, fue la consecuencia directa (y afortunada) de una serie de mecanismos de reciclado cósmico que vienen funcionando desde hace miles de millones de años, y que seguirán haciéndolo por muchos miles de millones de años más. Gracias a los notables progresos de la astronomía del siglo XX, los científicos han podido delinear con bastante precisión lo que podríamos llamar la "ecología" del universo: las estrellas nacen, viven y mueren; pero sus restos serán la materia prima para nuevas generaciones de estrellas. Es un mecanismo tan antiguo como fascinante, y sus comienzos se remontan, casi casi, al prin cipio de los tiempos.
Hubo un día en que se encendieron las primeras estrellas. Y eso sólo pudo ocurrir cuando el universo comenzó a tomar forma. De hecho, sólo para que pudiesen aparecer los primeros átomos de hidrógeno (que son los ladrillos del cosmos), tuvieron que pasar más de 300 mil años desde el Big Bang, la gran explosión que dio origen a todo (ocurrida hace 13.700 millones de años). Y sólo estamos hablando de átomos. Hicieron falta cientos de millones de años más para que la gravedad fuera haciendo su trabajo: de a poco, comenzaron a formarse gigantescas nubes de hidrógeno (y un poco de helio) que, por su propio peso, fueron compactándose más y más. Eran, ni más ni menos, que los embriones de las primeras galaxias. A su vez, en su interior, gigantescos remolinos de gases cada vez más densos iniciaron el proceso de formación de las estrellas. Cuando el reloj cósmico marcaba los primeros mil millones de años, el universo ya estaba repleto de jóvenes galaxias, convirtiéndose en un lugar no tan distinto a lo que es ahora, aunque mucho más chico, por cierto (porque desde el Big Bang está en constante expansión).
El nacimiento de las primeras estrellas fue un mecanismo lento, y no ha cambiado mucho desde entonces: todas las estrellas nacen a partir de nebulosas, masas gaseosas que se van contrayendo progresivamente por acción de la gravedad. En cierto momento, la presión y la temperatura en sus centros es tan enorme, que comienzan las fusiones nucleares: los átomos de hidrógeno se funden, creando helio, y un pequeño sobrante se emite en forma de luz y calor. La estrella se ha encendido, y seguirá brillando hasta que agote todo su combustible. Si bien es cierto que todas nacen más o menos del mismo modo, también lo es que, desde los primeros tiempos, hay estrellas que viven más y otras que viven menos. Y eso forma parte de la ecología del universo.

Muertes estelares

La evolución estelar es una de las materias que los astrónomos mejor manejan. Y una de las claves de este conocimiento es la observación: el cielo es una verdadera galería de estrellas en distintas etapas de sus vidas. Es posible encontrar múltiples ejemplos de las nebulosas que les dan origen, e incluso ver estrellas que recién han salido del cascarón y todavía están rodeadas de sutiles halos gaseosos. En el otro extremo, también es posible observar distintas clases de cadáveres estelares. Y si a esto se les agregan los modelos teóricos que describen su funcionamiento interno con lujo de detalles, el resultado es una imagen muy acabada de la vida de las estrellas.
De entrada, una de las cosas más sorprendentes (y anti intuitivas) es que las estrellas más grandes son las que menos viven: "apenas" unas decenas de millones de años. Y esto se debe a que queman sus reservas de hidrógeno a un ritmo arrollador. Y luego, después de algunas etapas previas, donde van creando y quemando elementos cada vez mas pesados (helio, carbono, oxígeno, hasta llegar al hierro), terminan sus vidas de forma espectacular: explotan, arrojando al espacio la mayor parte de su masa a velocidades increíbles. Y eso es lo que se conoce como "supernova". En ese momento, el estallido de la estrella puede brillar más que toda una galaxia.

Vidas y muertes

Las estrellas similares al Sol, o más chicas, son -y siempre lo han sido- cientos o miles de veces más abundantes que las gigantes. Y sin bien no son tan esplendorosas y energéticas, viven muchísimo tiempo más que las grandes: miles de millones de años. Lo que ocurre es que las estrellas chicas llevan vidas mucho más modestas, porque sus presiones y sus temperaturas son menores, y por lo tanto, queman el hidrógeno a una velocidad mucho menor. De todos modos, algún día también mueren: dentro de 6 ó 7 mil millones de años el Sol por fin agotará todas las reservas de hidrógeno de su ardiente corazón. Y entonces, sufrirá una lenta metamorfosis que la convertirá en una gigante roja: mientras su núcleo comience a quemar helio, sus capas externas comenzarán a enfriarse, y a alejarse del centro. Así, se hinchará progresivamente, abarcando la órbita de Mercurio, luego la de Venus y, finalmente, la de la Tierra. Cientos de millones de años más tarde, todo lo que quedará de nuestra estrella será una enana blanca, un objeto ultradenso y relativamente chico (del tamaño de nuestro planeta) que se irá enfriando hasta apagarse definitivamente.

Reciclado II (nebulosas planetarias)

Al igual que las estrellas gigantes, las estrellas más chicas también devuelven al espacio casi toda la materia que les dio origen, aunque no tan procesada. Así es: después de la etapa de gigante roja, las sucesivas capas de gas se van desconectando, van formando una enorme, tenue y colorida cáscara de gas en lenta expansión. Son las nebulosas planetarias, llamadas así porque los primeros astrónomos que las observaron, las encontraron bastante parecidas a la imagen de los discos de los planetas. Las nebulosas planetarias, al igual que las supernovas, forman parte del reciclado estelar: todo vuelve a su lugar, los gases vuelven a reforzar el stock de las enormes nebulosas que flotan dentro de las galaxias, y a partir de allí comienza la historia de una nueva familia de estrellas. Este proceso viene funcionando desde hace más de 12 mil millones de años, y al parecer, es de lo más eficiente: un reciente sondeo entre 145 estudiantes de astronomía de la Universidad de Harvard reveló que, según ellos, la ef iciencia del reciclado estelar rondaría el 90%.

Choque de galaxias

Hay otro mecanismo que participa en la fabricación de estrellas. Y es mucho más espectacular que el que puede desencadenar cualquier supernova: los choques de galaxias. En esas colisiones, que en realidad son fusiones, porque es casi imposible que sus estrellas choquen (debido al enorme vacío interestelar), las enormes nebulosas sufren tirones y remolinos que pueden desembocar en la formación masiva de estrellas: cientos de miles (o incluso millones) de nuevos soles pueden nacer de esta manera. Uno de los casos mejor estudiados es el de un par de galaxias ubicadas a unos 60 millones de años luz conocidas como "las Antenas". Y refleja, más o menos, lo mismo que va a ocurrir dentro de unos 3 mil millones de años, cuando nuestra propia galaxia se lleve por delante a Andrómeda. Será un encuentro de dos pesos pesados. Y probablemente culminará con el nacimiento de una nueva supergalaxia, en medio de incontables alumbramientos estelares.

Hijos de estrellas

A la luz de todo esto, y teniendo en cuenta la relativamente alta cantidad de elementos pesados que forman parte de nuestro Sistema Solar (especialmente los planetas como la Tierra o Marte), muchos astrónomos sospechan que el nacimiento del Sol y el resto de nuestra familia planetaria fue desencadenado por la explosión de una supernova cercana. Ese antiguo estallido, que habría ocurrido hace unos 5 mil millones de años, no sólo habría ayudado a la contracción de una nebulosa primitiva, sino que también le habría aportado elementos pesados, como el hierro que forma el centro de la Tierra, o el calcio de nuestros huesos. Y también el carbono, el oxígeno y el nitrógeno. Esos átomos posibilitaron la aparición de la vida, y no nacieron con el Big Bang, sino que fueron forjados en el corazón de enormes estrellas que algún día explotaron. Bajo esta perspectiva, es muy fácil comprender aquella frase, bella y exquisitamente sintética, que el gran Carl Sagan inmortalizó: en el más profundo de los sentidos, "somos hijos de las estrellas".

Por Mariano Ribas
Coordinador del área de astronomía del Planetario de la Ciudad de Bs. As.