Decir "somos polvo de estrellas" puede ser un cliché, pero es un hecho innegable que la mayoría de los elementos esenciales de la vida se forman en las estrellas.

"Por primera vez, ahora podemos estudiar la distribución de elementos en nuestra galaxia, ", dice Sten Hasselquist de la Universidad Estatal de Nuevo México." Los elementos que medimos incluyen los átomos que constituyen el 97% de la masa del cuerpo humano ".

Los nuevos resultados proceden de un catálogo de más de 150, 000 estrellas; por cada estrella, incluye la cantidad de cada uno de los casi dos docenas de elementos químicos. El nuevo catálogo incluye todos los denominados "elementos CHNOPS":carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fosforoso, y azufre, conocidos por ser los componentes básicos de toda la vida en la Tierra. Esta es la primera vez que se han realizado mediciones de todos los elementos CHNOPS para un número tan grande de estrellas.

¿Cómo sabemos cuánto de cada elemento contiene una estrella? Por supuesto, los astrónomos no pueden visitar las estrellas para tomar una muestra de lo que están hechos, por lo que, en su lugar, utilizan una técnica llamada espectroscopia para realizar estas mediciones. Esta técnica divide la luz, en este caso, luz de estrellas distantes - en arco iris detallados (llamados espectros). Podemos calcular la cantidad de cada elemento que contiene una estrella midiendo las profundidades de los parches oscuros y brillantes en los espectros causados ​​por diferentes elementos.

Los astrónomos del Sloan Digital Sky Survey han realizado estas observaciones utilizando el espectrógrafo APOGEE (Experimento de Evolución Galáctica del Observatorio Apache Point) en el Telescopio de la Fundación Sloan de 2,5 m en el Observatorio Apache Point en Nuevo México. Este instrumento recoge luz en la parte del infrarrojo cercano del espectro electromagnético y la dispersa, como un prisma, para revelar firmas de diferentes elementos en las atmósferas de las estrellas. Una fracción de los casi 200, 000 estrellas encuestadas por APOGEE se superponen con la muestra de estrellas objetivo de la misión Kepler de la NASA, que fue diseñado para encontrar planetas potencialmente similares a la Tierra. El trabajo presentado hoy se centra en noventa estrellas de Kepler que muestran evidencia de albergar planetas rocosos, y que también han sido encuestados por APOGEE.

Si bien el Sloan Digital Sky Survey puede ser mejor conocido por sus hermosas imágenes públicas del cielo, desde 2008 ha sido completamente un estudio espectroscópico. Las mediciones de la química estelar actual utilizan un espectrógrafo que detecta la luz infrarroja:el espectrógrafo APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment), montado en el telescopio de la Fundación Sloan de 2,5 metros en el Observatorio Apache Point en Nuevo México.

Jon Holtzman, de la Universidad Estatal de Nuevo México, explica que "al trabajar en la parte infrarroja del espectro, APOGEE puede ver estrellas a través de mucho más de la Vía Láctea que si estuviera tratando de observar en luz visible. La luz infrarroja atraviesa el polvo interestelar, y APOGEE nos ayuda a observar una amplia gama de longitudes de onda en detalle, para que podamos medir los patrones creados por docenas de elementos diferentes ".

El nuevo catálogo ya está ayudando a los astrónomos a obtener una nueva comprensión de la historia y estructura de nuestra galaxia. pero el catálogo también demuestra una clara conexión humana con los cielos. Como dijo el famoso astrónomo Carl Sagan, "Estamos hechos de material estelar". Muchos de los átomos que componen su cuerpo fueron creados en algún momento del pasado distante dentro de las estrellas, y esos átomos han hecho largos viajes desde esas estrellas antiguas hasta ti.

Mientras que los humanos son 65% de oxígeno en masa, el oxígeno constituye menos del 1% de la masa de todos los elementos en el espacio. Las estrellas son en su mayoría hidrógeno, pero se pueden detectar pequeñas cantidades de elementos más pesados, como el oxígeno, en los espectros de las estrellas. Con estos nuevos resultados, APOGEE ha encontrado más de estos elementos más pesados ​​en el interior de la Galaxia. Las estrellas de la galaxia interior también son más antiguas, así que esto significa que más elementos de la vida se sintetizaron antes en las partes internas de la Galaxia que en las partes externas.

Si bien es divertido especular sobre el impacto que podría tener la composición interna de la galaxia en el lugar donde aparece la vida, somos mucho mejores para comprender la formación de estrellas en nuestra galaxia. Debido a que los procesos que producen cada elemento ocurren en tipos específicos de estrellas y proceden a diferentes velocidades, dejan firmas específicas en los patrones de abundancia química medidos por SDSS / APOGEE. Esto significa que el nuevo catálogo de abundancia elemental de SDSS / APOGEE proporciona datos para comparar con las predicciones hechas por modelos de formación de galaxias.

Jon Bird de la Universidad de Vanderbilt, que trabaja modelando la Vía Láctea, explica que "estos datos serán útiles para avanzar en la comprensión de la evolución galáctica, a medida que se realizan simulaciones cada vez más detalladas de la formación de nuestra galaxia, requiriendo datos más complejos para la comparación ".

"Es una gran historia de interés humano que ahora podamos mapear la abundancia de todos los elementos principales que se encuentran en el cuerpo humano en cientos de miles de estrellas en nuestra Vía Láctea, ", dijo Jennifer Johnson de la Universidad Estatal de Ohio." Esto nos permite establecer restricciones sobre cuándo y dónde en nuestra galaxia la vida tuvo los elementos necesarios para evolucionar, una especie de 'zona habitable galáctica temporal' ".

El catálogo de abundancias químicas a partir del cual se generaron estos mapas se ha publicado públicamente como parte de la decimotercera publicación de datos de la SDSS. y está disponible gratuitamente en línea para cualquier persona en www.sdss.org.