U jednom ili drugom trenutku, svi su ljubitelji znanosti čuli sramotne riječi pokojnog Carla Sagana: "Mi smo napravljeni od zvijezda." Ali što to točno znači? Kako bi kolosalne kuglice plazme, pohlepno spaljujući svoje nuklearno gorivo u dalekom vremenu i prostoru, mogle igrati bilo kakvu ulogu u mriještanju ogromne složenosti našeg zemaljskog svijeta? Kako je moguće da bi "dušik u našoj DNK, kalcij u našim zubima, željezo u našoj krvi, ugljik u našim jabučnim tortama" mogao biti forsiran tako duboko u srca ovih ogromnih zvjezdanih divova?
Ne iznenađuje da je priča i elegantna i duboko strahovita.
Sve zvijezde potječu od skromnih početaka: naime, gigantski, rotirajuća groznica i prašina. Gravitacija pokreće oblak da se kondenzira dok se vrti, pretvarajući se u sve čvršće sferu materijala. Na kraju bi zvijezda postala tako gusta i vruća da se molekule vodika u njenoj jezgri sudaraju i spajaju u nove molekule helija. Te nuklearne reakcije oslobađaju snažne izljeve energije u obliku svjetlosti. Plin sjajno sjaji; rađa se zvijezda.
Konačna sudbina naše mlađe zvijezde ovisi o njenoj masi. Manje, lagane zvijezde sagorijevaju iako vodik u svojoj jezgri sporije od težih zvijezda, blistaju nešto zamračeno, ali žive daleko dulje. S vremenom, međutim, pad razine vodika u središtu zvijezde uzrokuje manje reakcija fuzije vodika; manje reakcija fuzije vodika znači manje energije, a samim tim i manji vanjski tlak.
U određenom trenutku zvijezda više ne može održavati napetost koju je njegova jezgra održavala u odnosu na masu svojih vanjskih slojeva. Gravitacija upozorava na ljestvici i vanjski slojevi počinju padati prema jezgri. Ali njihov kolaps zagrijava stvari, povećavajući temeljni pritisak i ponovno preokretujući proces. Nova ljuska koja sagorijeva vodik stvara se izvan jezgre, ponovno uspostavljajući međuspremnik prema gravitaciji površinskih slojeva zvijezde.
Dok jezgro nastavlja provoditi reakcije fuzije niže energije helija, sila nove školjke sa gorivom vodika gura se na zvijezdu izvana, uzrokujući da vanjski slojevi nabreknu sve više i više. Zvijezda se širi i hladi u crvenom gigantu. Njegovi će vanjski slojevi u konačnici potpuno izbjeći potez gravitacije, isplivavši u svemir i ostavljajući iza sebe malu, mrtvu jezgru - bijelog patuljka.
Teže zvijezde se također povremeno kolebaju u borbi između pritiska i gravitacije, stvarajući nove ljuske atoma da se u procesu stapaju; međutim, za razliku od manjih zvijezda, njihova prekomjerna masa omogućuje im da nastave formirati te slojeve. Rezultat je niz koncentričnih sfera, a svaka ljuska sadrži teže elemente od one koja je okružuje. Vodik u jezgri stvara helij. Atomi helija spajaju se zajedno kako bi tvorili ugljik. Ugljik se kombinira s helijem kako bi stvorio kisik, koji se spaja u neon, zatim magnezij, zatim silicij ... sve preko periodične tablice do željeza, gdje se lanac završava. Takve masivne zvijezde djeluju poput peći, pokretajući te reakcije čistom dostupnom energijom.
Ali ta energija je ograničen resurs. Jednom kada zvijezda jezgra postane čvrsta kugla od željeza, ona više ne može stopiti elemente za stvaranje energije. Kao što je to slučaj s manjim zvijezdama, manje energetskih reakcija u jezgri teških zvijezda znače manji vanjski pritisak protiv sile gravitacije. Vanjski slojevi zvijezde tada će se početi urušavati, ubrzavajući tempo fuzije teških elemenata i dodatno smanjujući količinu energije koja je na raspolaganju za držanje tih vanjskih slojeva. Gustoća se povećava eksponencijalno u smanjivanju jezgri, zbijajući zajedno protone i elektrone tako čvrsto da postaje posve nova cjelina: neutronska zvijezda.
U ovom trenutku jezgra ne može postati gušća. Ogromne vanjske školjke zvijezde - još uvijek upadajuće u sebe i još uvijek ukočene u kolebljive elemente - više nemaju kamo otići. Oni se zabijaju u jezgru poput ubrzane naftne naprave koja se srušila u zid od opeke i izbijaju u monstruoznu eksploziju: supernova. Izvanredne energije dobivene tijekom ove eksplozije napokon omogućuju spajanje elemenata još teže od željeza, od kobalta sve do urana.
Energetski udarni val koji proizvodi supernova kreće se u kosmos, raspršavajući teške elemente usred sebe. Ti se atomi kasnije mogu ugraditi u planetarne sustave poput našeg vlastitog. S obzirom na prave uvjete - na primjer, primjereno stabilnu zvijezdu i položaj unutar svoje nastanjene zone - ovi elementi pružaju građevne blokove za složen život.
Danas su nam svakodnevni život omogućeni pomoću tih atoma, davnih godina kovanih u masi zvijezda i smrti. Naša sposobnost da išta učinimo bilo što - probuditi se iz dubokog sna, uživati u ukusnom obroku, voziti auto, napisati rečenicu, dodati i oduzeti, riješiti problem, nazvati prijatelja, nasmijati se, plakati, pjevati, plesati, trčati, skok i igra - ponajviše se upravlja ponašanjem sićušnih lanaca vodika u kombinaciji s težim elementima poput ugljika, dušika, kisika i fosfora.
Ostali teški elementi prisutni su u manjim količinama u tijelu, ali su jednako bitni za pravilno funkcioniranje. Na primjer, kalcij, fluor, magnezij i silicij djeluju zajedno s fosforom kako bi ojačali i povećali naše kosti i zube; ionizirani natrij, kalij i klor igraju vitalnu ulogu u održavanju ravnoteže tekućine i električne energije u tijelu; a željezo sadrži ključni dio hemoglobina, proteina koji nam opskrbljuje crvene krvne stanice sposobnošću da dostavljaju kisik koji udišemo u ostatak našeg tijela.
Dakle, sljedeći put kad budete imali loš dan, pokušajte ovo: zatvorite oči, duboko udahnite i razmislite o lancu događaja koji povezuje vaše tijelo i um s mjestom milijarde svjetlosnih godina daleko, duboko u dalekim dosezima prostora i vremena. Podsjetimo da su masivne zvijezde, mnogostruko veće od našeg sunca, milionima godina pretvarale energiju u materiju, stvarajući atome koji čine svaki dio vas, Zemlju i sve koje ste ikada poznavali i voljeli.
Mi ljudska bića smo tako mali; pa ipak, osjetljiv ples molekula načinjenih od ove zvijezde potiče biologiju koja nam omogućava da razmišljamo o svom širem Svemiru i o tome kako uopće postojimo. Sam Carl Sagan to je najbolje objasnio: „Neki dio našeg bića znamo to je mjesto odakle smo došli. Želimo se vratiti; i možemo, jer je kosmos također u nama. Napravljeni smo od zvijezda. Mi smo način da kozmos može spoznati sebe. "
