Carl Sagan disse: “O cosmos está dentro de nós. Somos feitos de material estelar. Somos uma maneira de o universo conhecer a si mesmo”. É uma citação tão incrivelmente boa que faz com que você fique acordado à noite para entender tudo.

Mas, dentre essas palavras, vamos nos concentrar em duas em particular: material estelar. Na verdade, Sagan não disse poeira estelar. Material estelar pode ser uma descrição mais vaga, mas, de certa forma, é mais precisa. Estamos prestes a descobrir o porquê.

Por um lado, você pode facilmente argumentar que somos feitos de poeira estelar. Cerca de 99% do corpo humano é composto por apenas seis elementos. Em ordem de fração de massa, eles são: oxigênio, carbono, hidrogênio, nitrogênio, cálcio e fósforo. Cerca de 65% da sua massa é de oxigênio, 18,5% de carbono. O hidrogênio compõe 90% de todos os átomos e é o único elemento do corpo humano que não provém de processos ou eventos estelares.

Para criar um ser humano do zero

Para descobrir a origem do hidrogênio, precisamos começar no início do universo. Em poucos minutos após o Big Bang, o cosmos estava passando por uma nucleossíntese. Todo o universo visível, alguns minutos após o Big Bang, era relativamente pequeno.

Se o centrássemos a partir do Sol, ele não se estenderia muito além de algumas dezenas dos sistemas estelares mais próximos. E era quente, um estado chamado plasma de quark-glúon. Os quarks são os bits que formam os prótons e os nêutrons, as partículas no centro dos núcleos atômicos, e os glúons fazem com que eles se mantenham unidos.

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O universo estava passando por uma expansão maciça e, à medida que se tornava maior, também ficava mais frio – pelo menos frio o suficiente para que os prótons e nêutrons surgissem. O hidrogênio em sua forma mais simples é um único próton, portanto, quando os prótons emergiram do plasma de quarks e glúons, voilà, temos o hidrogênio.

Parte do cálcio em seus ossos e do ferro em seu sangue viria da morte dessas estrelas.

A forma menos comum de hidrogênio é chamada de deutério, que tem um próton e um nêutron, e acabou se fundindo em hélio (dois prótons e dois nêutrons) e uma pequena quantidade de outros elementos, mas nada tão pesado quanto o carbono (em sua forma mais comum, seis prótons e seis nêutrons). Naquele momento, o universo era composto por 75% de hidrogênio e 25% de hélio (além de traços de outros elementos).

Para produzir carbono e qualquer outro elemento mais pesado, você precisaria de outra fonte de nucleossíntese: estrelas. As estrelas criam elementos mais pesados do que o hidrogênio e o hélio por meio da fusão nuclear. Primeiro o hidrogênio é transformado em hélio, depois o hélio em carbono e oxigênio e, em seguida, em elementos mais pesados se a estrela for suficientemente grande.

Quando chegam ao ferro, o sistema entra em colapso. É preciso mais energia para fundir o ferro do que para extraí-lo. Sem a produção de energia, a estrela entra em colapso sobre si mesma, produzindo mais elementos no processo e espalhando esses elementos pelo universo ao explodir em uma supernova.

Esses fins violentos têm prazeres violentos

Alguns elementos são produzidos na explosão de anãs brancas. As anãs brancas são estrelas que não tinham massa suficiente para se tornarem supernovas sozinhas, de modo que seu núcleo colapsado acaba exposto.

Mas se elas tiverem uma companheira, podem roubar material suficiente para cruzar um limiar crítico e explodir – no processo de criação de novos elementos. Parte do cálcio em seus ossos e do ferro em seu sangue viria da morte dessas estrelas.

Para nos criar, você precisa de tudo isso. Não apenas o Big Bang, não apenas estrelas fundindo elementos; você também precisa de sua evolução e eventual morte, especialmente da forma mais dramática e explosiva.

O processo final que forma os elementos naturais mais pesados na tabela periódica são as colisões de estrelas de nêutrons. Essa é a única maneira de ocorrer a captura rápida de nêutrons, também conhecida como processo r.

Esse é um conjunto de reações nucleares que cria metade dos elementos mais pesados que o ferro. Ele é responsável por elementos como o ouro e a platina, mas também por elementos fundamentais para a fisiologia humana. A contribuição crucial das colisões de estrelas de nêutrons para nossa composição é o iodo. Não há muito, mas é um elemento fundamental para o nosso metabolismo.

Portanto, para nos criar, você precisa de tudo isso. Não apenas o Big Bang, não apenas estrelas que fundem elementos; você também precisa de sua evolução e eventual morte, especialmente da forma mais dramática e explosiva.

Você precisa de estrelas grandes e pequenas. Talvez até mesmo as maiores estrelas que já existiram, objetos com até 10.000 vezes a massa do nosso Sol, que viveram por apenas 2 milhões de anos no início da formação de estrelas no universo.

Com tudo isso em mente, é bastante óbvio que somos feitos de material estelar. Estamos aqui porque as estrelas morreram. Mas a questão que estamos abordando é um pouco diferente: somos feitos de poeira estelar? A resposta é parcialmente – e agora é o momento em que podemos nos tornar nerds de verdade.

Poeira a poeira, cinzas a cinzas

Poeira estelar, poeira cósmica, poeira extraterrestre – seja qual for o nome que você queira dar a ela, o universo está repleto dela. Mas ela não é como a poeira da Terra. Em primeiro lugar, ela costuma ser muito mais fina, principalmente entre a consistência de fumaça e estruturas feitas de apenas algumas moléculas. As maiores estruturas são os micrometeoroides com cerca de 100 mícrons de diâmetro (cerca de 0,1 milímetro). E aqui chegamos à questão: a poeira estelar tem um significado muito específico na astrofísica.

Tudo ao seu redor vem das estrelas. Nós somos o produto dessas interações cósmicas.

É poeira criada por estrelas, mas nem toda poeira é criada lá. Portanto, trata-se de um argumento minucioso, mas importante. Em primeiro lugar, é interessante saber que algumas estrelas criaram moléculas, até mesmo algumas complexas à base de carbono.

As estrelas produzem essas moléculas e elas são ejetadas para o espaço. Algumas moléculas de carbono podem acabar chegando aos planetas, onde podem ser usadas como blocos de construção de seres vivos.

Como você pode ver, somos poeira estelar, mas apenas em parte. Uma estimativa comum de quanto as estrelas contribuem diretamente para toda a poeira do universo é de cerca de 6%. Esse pode parecer um número decepcionante, mas vamos argumentar que não é. Ser minucioso em relação à pergunta “somos feitos de poeira estelar?” nos permite apreciar melhor todas as fontes que acabaram criando nosso planeta e, com o tempo, nós.

A poeira cósmica é criada perto das estrelas, à medida que elas perdem as camadas externas de suas atmosferas. Ela é criada no material ejetado das novase, o estado efêmero em que os astrônomos observam o brilho repentino de uma anã branca que rouba material de uma estrela companheira. E, é claro, quando as supernovas explodem, a poeira também se forma na ejeção desses eventos cataclísmicos.

Das estrelas para nossos corpos

A poeira é então processada no meio interestelar, a matéria que existe no espaço entre as estrelas. Aqui, a poeira pode ser destruída e reconstituída, pode ser transformada em algo novo. O meio interestelar está repleto de moléculas complexas, como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, moléculas precursoras de substâncias orgânicas importantes, como os aminoácidos, os blocos de construção das proteínas. A evolução desses grãos de poeira ocorre não apenas quando as estrelas estão morrendo ou já morreram, mas também em seu nascimento.

O termo “material estelar” é mais prático e menos definido, mas abrange todas as nuances dos processos estelares que, direta ou indiretamente, acabaram nos criando.

A energia intensa da fase protoestelar pode criar uma reação na nuvem de gás e poeira que circunda uma estrela incipiente. Esses processos acabarão levando os grãos de poeira a interagir com outros, a se acumularem em seixos, e de seixos a planetas – bem, é apenas um pequeno passo em termos cósmicos. Tudo ao seu redor vem das estrelas. Nós somos o produto dessas interações cósmicas.

Mas há uma molécula que ainda não consideramos, não exatamente poeira estelar, mas poeira estelar adjacente (às vezes literalmente ligada a ela): a água. O gelo de água é um subproduto da formação de estrelas e é o material sólido mais comum no universo.

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A água em nossos rios, oceanos, bebidas e corpos se formou muito antes do Sistema Solar, nas partes mais frias do espaço interestelar, onde ela pode se condensar. Mas o vapor de água também pode se formar em estrelas frias, aquelas que têm uma temperatura menor do que o valor que faz com que as moléculas de água se dividam. Portanto, entre a poeira liberada pelas estrelas, também há água. Água que acabou chegando à Terra e a nós.

Coisas são melhores do que poeira

Somos uma espécie irremediavelmente romântica. Para nós, “poeira estelar” tem conotações de algo brilhante e mágico, como pó de fada; uma pitada de magia cósmica que a torna um pouco mais especial. “Coisa de estrela” é mais prático e menos definido, mas engloba todas as nuances dos processos estelares que, direta ou indiretamente, acabaram nos criando.

Talvez “material” tenha menos conotações mágicas, mas sua essência tem mais poder. As estrelas queimaram para nos formar, tornaram-se gigantes e entraram em supernova. As estrelas mais densas do universo se fundiram para formar pedaços de nós, e as moléculas que nos compõem se formaram em atmosferas ardentes e nuvens interestelares congelantes.

Somos material estelar, uma colcha de retalhos de elementos e moléculas formados em uma enorme variedade de ambientes cósmicos. Mas somos mais do que apenas poeira ou material, somos a soma de processos universais que se uniram no que chamamos de ser humano.