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Elementos químicos en el universo: ¿Por qué el hidrógeno y el helio se convierten en protagonistas?
En la inmensidad del universo, la composición de los elementos químicos demuestra las características fundamentales de la materia. Según las últimas investigaciones astronómicas, el hidrógeno y el helio se han convertido en los elementos principales más explorados del universo y son más abundantes que todos los demás elementos.
Abundancia de elementos
La abundancia de un elemento es una medida de su presencia en relación con todos los demás elementos en el medio ambiente, generalmente expresada como fracción de masa, fracción molar o fracción de volumen. En el universo, el hidrógeno representa aproximadamente el 74% de la masa total, mientras que el helio representa aproximadamente el 24%. La posición dominante de estos elementos en el universo proviene principalmente de la nucleosíntesis del Big Bang, cuando las condiciones de alta energía del universo primitivo contribuyeron a la formación de hidrógeno y helio.
El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, seguido del helio en segundo lugar. La cantidad de otros elementos presentes es relativamente pequeña, incluso de varios órdenes de magnitud.
La formación y producción de elementos
En el universo, el hidrógeno y el helio se formaron pocos minutos después del Big Bang. Estos elementos fueron los primeros en formarse, y los elementos pesados posteriores se produjeron principalmente mediante procesos de nucleosíntesis en supernovas y estrellas gigantes rojas. Esto conduce a un fenómeno interesante en el universo, a saber, que los elementos con números atómicos pares son generalmente más abundantes que sus elementos vecinos con números atómicos impares, un fenómeno conocido como regla de Odor-Huggins.
Composición elemental en la Tierra
Como parte del sistema solar, la Tierra se formó a partir de la misma nube de material, pero a medida que el planeta evolucionó, su composición elemental cambió en diversos grados. La superficie terrestre está compuesta principalmente por dos elementos, oxígeno y silicio, con una proporción total del 74,7%, y el resto de elementos existen en proporciones inferiores.
Aunque el hidrógeno y el helio son los elementos más abundantes del universo, la composición de la Tierra contradice esta tendencia, lo que muestra el profundo impacto de la actividad volcánica y los procesos geoquímicos.
Interacciones químicas e impactos ambientales
La abundancia de un elemento se ve afectada no sólo por su propia historia nucleosintética, sino también por las interacciones químicas de su entorno. Por lo tanto, en diferentes entornos, como la atmósfera, los océanos y los organismos vivos, la composición de los elementos cambia en consecuencia. Tomemos como ejemplo los océanos de la Tierra. La proporción de oxígeno a hidrógeno muestra el predominio del agua, mientras que otros elementos en el océano son relativamente escasos.
Elementos químicos desde una perspectiva cósmica
Cuando miramos galaxias más distantes, encontramos que sus composiciones elementales son similares a las del hidrógeno y el helio, los socios químicos del universo primitivo. Es por eso que los astrónomos usan la metalización para describir la evolución química de las galaxias. La metalización se refiere a la cantidad de elementos pesados distintos del hidrógeno y el helio presentes en estas galaxias.
Conclusión
En última instancia, el papel protagonista del hidrógeno y el helio, y su resultante abundancia entre todos los demás elementos del universo, son clave para que los científicos comprendan la formación y evolución del universo. Sin embargo, ¿esta composición indica también el proceso de formación de otras estrellas? ¿Hay elementos esperando en algunos rincones que aún no hemos descubierto?
