Dado que cada elemento de la Tierra se forjó en el corazón de una estrella, ¿cuántas estrellas explosivas contribuyeron a la creación de la Tierra?

¡Una pregunta difícil de responder! La historia de 4.500 millones de años de la Tierra lo ha alterado considerablemente del material con el que comenzó, por ejemplo, casi todos los elementos metálicos en la Tierra residen en el núcleo y son casi inaccesibles para nosotros. La superficie de la Tierra ha sido reciclada y reprocesada una y otra vez por la tectónica de placas, y el surgimiento de la vida misma ha cambiado la química de nuestro suelo y atmósfera.

Sin embargo, hay otras cosas en nuestro sistema solar que no han tenido una vida tan emocionante. En el cinturón de asteroides hay pequeños asteroides que apenas se han procesado desde la formación del sistema solar, y partes de ellos caen a la Tierra de vez en cuando como meteoritos. Dentro de algunos de estos meteoritos hay lo que los científicos de meteoritos llaman “granos presolares”.

^^ En esta ampolla de vidrio, que mide aproximadamente 1 cm de ancho, hay miles de millones de diamantes de otras estrellas que datan de hace 5 mil millones de años. [1]

Los granos presolares son partículas diminutas que se encuentran en meteoritos con composiciones químicas absolutamente extrañas, tan extrañas que no hay forma de que se hayan formado aquí en el sistema solar. Se formaron en otras estrellas, que murieron antes de que se formara nuestro Sistema Solar. Es difícil estimar cuántas estrellas representa nuestra colección de granos presolar, pero algunas estimaciones lo ubican en “al menos decenas y, quizás, cientos de estrellas”.

Esto es solo en los granos! Para tener en cuenta todo el material, debemos considerar que todos los elementos además del hidrógeno (masa 1 o 2) o helio (masa 3 o 4) debían ser producidos por estrellas. Este proceso se llama evolución química galáctica. Predice que a medida que pasa el tiempo, se crean más y más elementos a medida que las estrellas continúan reciclando y alterando el material, de modo que el universo adquiere un conjunto cada vez más diverso de elementos e isótopos a medida que envejece. Algunos átomos extraños y pesados ​​necesitaron algunas rondas de incorporación en varias estrellas diferentes para construirlos a partir de esos materiales de partida. ¡Piense en cuántos hidrógenos se necesitarían para formar un átomo de uranio con masa 238! Los astrónomos realmente pueden ver que esto suceda si miran las antiguas estrellas distantes: las más antiguas no tienen casi nada más que H y He, pero a medida que miran objetos más cercanos y más recientes, aumenta la cantidad de otros elementos en ellas. Pero no estoy seguro de cómo estimarías la cantidad de estrellas necesarias para formar la Tierra.

Entonces, la respuesta sería: “¡Montones!” Tenemos piezas literales de alrededor de cien de ellas como granos presolares, pero la diversidad de elementos que vemos hoy sugiere muchos, muchos más.

¡Espero que esto haya sido útil!

PD. Si quieres una forma divertida de visualizar elementos de construcción a partir de elementos más pequeños, prueba el juego Nucleosynthesis 2048 (también conocido como Fe [26]) para ver cuánto trabajo es hacer hierro con hidrógeno.

Notas al pie

[1] Enfoque: Meteoritos – Investigación

Probablemente varios.

No hay forma de saberlo con certeza. La teoría actual sostiene que la primera generación de estrellas, conocidas como estrellas de la Población III , estaban hechas completamente de hidrógeno y helio, ya que no había elementos pesados ​​en el universo primitivo. Estas estrellas probablemente eran muy masivas y, como tales, de vida relativamente corta. Hasta la fecha, aún no hemos observado una estrella de primera generación.

La siguiente generación fueron las estrellas de la Población II . Todavía consideramos que estas estrellas son pobres en metales, es decir que tienen una baja proporción de elementos más pesados ​​en comparación con, por ejemplo, el Sol. También tienden a tener una mayor proporción de elementos alfa como oxígeno, silicio y neón, lo que sugiere que sus antepasados ​​(las estrellas de la población III) aún no producían muchos metales pesados.

The Sun es una estrella de Población I y en la generación más joven. Está construido a partir de los restos de estrellas de la población II que crearon mayores proporciones de elementos más pesados, como el hierro y el níquel, de los que se compone la Tierra.

Esto sugiere que, como mínimo, tendría que haber 2 estrellas involucradas: una estrella primordial de población III y luego una estrella de segunda generación de población II. Sin embargo, es probable que haya muchas más supernovas involucradas en la creación de todo lo que la Tierra, y por lo tanto, usted y yo, estamos hechos.

Podría haber sido solo uno. La hipótesis principal es que la onda de choque de una supernova desencadenó el colapso de una nube molecular y el material mezclado: ¿una onda de choque de supernova creó nuestro sistema solar? Nuevo hallazgo dice “Sí”. Por supuesto, parte del material en la nube molecular podría provenir de supernovas anteriores. Creo que esto es probable.

¡Tenga en cuenta que el material desprendido de una supernova probablemente tendría aproximadamente veinte veces la masa de nuestro sistema solar actual o más! Este material se dispersaría en diferentes direcciones, pero las explosiones de supernovas no son simétricas. Si una parte concentrada del material expulsado se ralentiza al encontrarse con una nube molecular, es posible que la mayor parte de lo que se formó en nuestro sistema solar provenga de una sola supernova.

También es posible que el material de varias supernovas se uniera aproximadamente al mismo tiempo desde diferentes direcciones para formar nuestro sistema solar, pero eso debería ser comprobable sobre la base de las proporciones isotópicas de ciertos elementos encontrados en meteoritos, y no creo que esa hipótesis se mantiene bien, pero las proporciones isotópicas y las anomalías en estas proporciones aún se están estudiando activamente.

Me gustaría señalar que nada de hidrógeno o deuterio en la Tierra fue “forjado” en las estrellas, ya que el hidrógeno es el material de partida en la fusión estelar, y el deuterio se consume en las estrellas. La mayor parte del helio en la Tierra tampoco se formó en las estrellas. De hecho, casi todo el helio que recolectamos proviene de la desintegración alfa de cosas como el uranio y el torio en el interior de la Tierra, y se acumula en bolsas de gas y petróleo.

Muy poco, si alguno, del litio se formó en estrellas. El litio se formó en los primeros minutos después del Big Bang, y la mayor parte de lo que hay en la Tierra proviene de lo que se formó entonces, mucho antes y se formaron las estrellas. Casi cualquier cosa después del litio probablemente se formó en las estrellas a través de la fusión y la posterior captura de neutrones durante las explosiones de supernovas.

¿Cuántas estrellas muertas diferentes han contribuido a la materia que compone la Tierra y todo lo que hay en ella?

Imposible decirlo, pero tienes razón sobre el hecho de que la Tierra, nosotros, y de hecho todo nuestro sistema solar, están formados por material estelar de segunda y posiblemente tercera generación que quedó de las supernovas que sucedieron hace miles de millones de años.

No estoy seguro de que haya una teoría que pueda definir un número para las diversas generaciones estelares desde el “Big Bang”. Quizás lo único que podemos afirmar con certeza es que una o más de las generaciones terminaron en una detonación de supernova. La teoría dice que se requiere la increíble violencia de la supernova para producir uranio.

Star Death y el origen del uranio

Nadie sabe. No hay forma de identificar qué nova creó los materiales pesados ​​que crearon nuestro sistema solar.

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