Em um momento ou outro, todos os entusiastas da ciência ouviram as infames palavras do falecido Carl Sagan: "Somos feitos de material estelar". Mas o que isso significa exatamente? Como bolas colossais de plasma, queimando avidamente seu combustível nuclear em um espaço e tempo distantes, poderiam ter um papel importante na geração da vasta complexidade de nosso mundo terrestre? Como é que "o nitrogênio em nosso DNA, o cálcio em nossos dentes, o ferro em nosso sangue, o carbono em nossas tortas de maçã" poderiam ter sido forjados de forma tão superficial no coração desses gigantes estelares maciços?
Sem surpresa, a história é elegante e profundamente inspiradora.
Todas as estrelas vêm de origens humildes: a saber, um gigantesco e rotativo grupo de gás e poeira. A gravidade leva a nuvem a condensar enquanto gira, girando em uma esfera de material cada vez mais compacta. Eventualmente, a futura estrela se torna tão densa e quente que as moléculas de hidrogênio em seu núcleo colidem e se fundem em novas moléculas de hélio. Essas reações nucleares liberam poderosas explosões de energia na forma de luz. O gás brilha intensamente; uma estrela nasce.
O destino final de nossa nova estrela depende de sua massa. Estrelas menores e mais leves queimam o hidrogênio em seu núcleo mais lentamente que as estrelas mais pesadas, brilhando um pouco mais vagamente, mas vivendo vidas muito mais longas. Com o tempo, porém, a queda dos níveis de hidrogênio no centro da estrela causa menos reações de fusão de hidrogênio; menos reações de fusão de hidrogênio significam menos energia e, portanto, menos pressão externa.
A certa altura, a estrela não pode mais manter a tensão que seu núcleo estava sustentando contra a massa de suas camadas externas. A gravidade inclina a balança e as camadas externas começam a cair para dentro do núcleo. Mas seu colapso esquenta as coisas, aumentando a pressão do núcleo e revertendo o processo mais uma vez. Uma nova camada de queima de hidrogênio é criada fora do núcleo, restabelecendo um buffer contra a gravidade das camadas superficiais da estrela.
Enquanto o núcleo continua conduzindo reações de fusão de hélio de menor energia, a força da nova concha de queima de hidrogênio empurra o exterior da estrela, fazendo com que as camadas externas inchem cada vez mais. A estrela se expande e esfria em um gigante vermelho. Suas camadas externas acabarão escapando completamente da força da gravidade, flutuando no espaço e deixando para trás um pequeno núcleo morto - uma anã branca.
Estrelas mais pesadas também ocasionalmente vacilam na luta entre pressão e gravidade, criando novas conchas de átomos para se fundirem no processo; no entanto, diferentemente das estrelas menores, seu excesso de massa permite que continuem formando essas camadas. O resultado é uma série de esferas concêntricas, cada concha contendo elementos mais pesados que o que a cerca. O hidrogênio no núcleo dá origem ao hélio. Os átomos de hélio se fundem para formar carbono. O carbono combina com o hélio para criar oxigênio, que se funde no néon, depois no magnésio e no silício ... por toda a tabela periódica até o ferro, onde a cadeia termina. Tais estrelas massivas agem como um forno, conduzindo essas reações por meio da pura energia disponível.
Mas essa energia é um recurso finito. Depois que o núcleo da estrela se torna uma bola de ferro sólida, ele não pode mais fundir elementos para criar energia. Como foi o caso de estrelas menores, menos reações energéticas no núcleo de estrelas pesadas significam menos pressão externa contra a força da gravidade. As camadas externas da estrela começarão a entrar em colapso, acelerando o ritmo da fusão de elementos pesados e reduzindo ainda mais a quantidade de energia disponível para sustentar essas camadas externas. A densidade aumenta exponencialmente no núcleo em contração, bloqueando prótons e elétrons com tanta força que se torna uma entidade inteiramente nova: uma estrela de nêutrons.
Neste ponto, o núcleo não pode ficar mais denso. As enormes conchas exteriores da estrela - ainda caindo para dentro e ainda cheias de elementos voláteis - não têm mais para onde ir. Eles batem no núcleo como uma plataforma de petróleo em alta velocidade colidindo com uma parede de tijolos e entram em erupção monstruosa: uma supernova. As extraordinárias energias geradas durante essa explosão finalmente permitem a fusão de elementos ainda mais pesados que o ferro, desde o cobalto até o urânio.
A onda de choque energético produzida pela supernova se move para o cosmos, desembocando elementos pesados em seu rastro. Esses átomos podem mais tarde ser incorporados em sistemas planetários como o nosso. Dadas as condições corretas - por exemplo, uma estrela adequadamente estável e uma posição dentro de sua Zona Habitável - esses elementos fornecem os elementos básicos para uma vida complexa.
Hoje, nossa vida cotidiana é possibilitada por esses mesmos átomos, forjados há muito tempo na agonia da vida e da morte de estrelas massivas. Nossa capacidade de fazer qualquer coisa - acordar de um sono profundo, desfrutar de uma refeição deliciosa, dirigir um carro, escrever uma frase, adicionar e subtrair, resolver um problema, ligar para um amigo, rir, chorar, cantar, dançar, correr, pular e brincar - é governado principalmente pelo comportamento de pequenas cadeias de hidrogênio combinadas com elementos mais pesados como carbono, nitrogênio, oxigênio e fósforo.
Outros elementos pesados estão presentes em quantidades menores no corpo, mas são igualmente vitais para o bom funcionamento. Por exemplo, cálcio, flúor, magnésio e silício trabalham junto com fósforo para fortalecer e aumentar nossos ossos e dentes; sódio ionizado, potássio e cloro desempenham um papel vital na manutenção do equilíbrio de fluidos e atividade elétrica do corpo; e o ferro compreende a porção principal da hemoglobina, a proteína que equipa nossos glóbulos vermelhos com a capacidade de fornecer o oxigênio que inalamos para o resto do corpo.
Portanto, da próxima vez que estiver tendo um dia ruim, tente o seguinte: feche os olhos, respire fundo e contemple a cadeia de eventos que conecta seu corpo e mente a um lugar a bilhões de anos-luz de distância, nas profundezas distantes de espaço e tempo. Lembre-se de que estrelas massivas, muitas vezes maiores que o nosso Sol, passaram milhões de anos transformando energia em matéria, criando os átomos que compõem cada parte de você, a Terra e todos que você já conheceu e amou.
Nós, seres humanos, somos tão pequenos; e, no entanto, a dança delicada das moléculas feitas a partir dessas coisas estelares dá origem a uma biologia que nos permite refletir sobre o nosso universo mais amplo e como chegamos a existir. O próprio Carl Sagan explicou da melhor maneira: “Alguma parte do nosso ser sabe que é daí que viemos. Desejamos voltar; e podemos, porque o cosmos também está dentro de nós. Somos feitos de estrelas. Somos uma maneira de o cosmos se conhecer. ”
