Las estrellas y la alta cocina

Por la época en que se formó el berilio, el universo ya estaba demasiado frío. Los núcleos se movían muy lento como para permitir fusionar elementos más pesados. La repulsión eléctrica se imponía. Pero cientos de miles de años después, grandes masas de estos gases elementales, principalmente de átomos de hidrógeno, comienzan a atraerse gracias a la fuerza de gravedad. La densidad del gas comienza a concentrarse en ciertas regiones, lo cual, a su vez, aumenta su poder atractivo gravitacional y más material llega allí.  Poco a poco, nacen así las primeras estrellas.Una gran bola de hidrógeno querrá caer, colapsar hacia adentro por su propio peso. Sin embargo, la fusión nuclear será nuevamente protagonista de esta historia. Los átomos de las regiones centrales de la estrella están sometidos a grandes presiones y temperaturas, por lo que sus núcleos comienzan a fusionarse y forman helio. Este proceso, al igual que un leño quemándose en su chimenea,  entrega energía: la estrella se calienta y la presión producida evita el colapso. La presión hacia afuera compite con la fuerza de gravedad hacia adentro, anulándose. Se ha formado así una estrella estable y brillante como nuestro sol.

Lamentablemente, todo combustible se termina. Y cuando la región central de la estrella ha agotado el hidrógeno, se queda sin su principal proveedor de energía térmica. La gravedad se impone y la estrella colapsa. Pero el colapso calienta y comprime a los átomos de helio que ahora hay allí. Y cuando la temperatura es suficiente, el helio se enciende, fusionándose y liberando energía. Las cenizas de esta nueva fusión serán carbón y algo de oxígeno. El proceso de fusión y contracción de la estrella continuará hasta sintetizar todos los elementos de la tabla periódica hasta el hierro, el gran veneno de las estrellas. Su presencia anuncia su muerte.

La buena noticia es que, a estas alturas, varios miles de millones de años después del big bang, ya contamos, dentro de las estrellas, con casi todos los elementos químicos que tienen algún interés en la cocina.

¿Por qué los berros son verdes?

La mayor parte de las moléculas presentes en nuestros alimentos son orgánicas; es decir, aquellas que comúnmente  encontramos dentro de la materia viva, ya sea vegetal o animal. Sus constituyentes atómicos principales son, al igual que en el caso de las moléculas aromáticas, el carbono, el oxígeno y el hidrógeno, elementos que las estrellas ya nos han brindado en grandes cantidades  Como piezas de Lego primordiales, fueron moldeadas a lo largo de los más de 4 mil millones de años de evolución darwiniana sobre la Tierra para formar una inmensa variedad de moléculas.  El profundo color violeta de este pinot noir, por ejemplo, se debe a una clase de compuestos llamados antocianinas. Tanta belleza cromática formada simplemente por oxígeno, carbón e hidrógeno. Las antocianinas son responsables del rojo, violeta y azul de la mayoría de los vegetales como repollos, espárragos, manzanas o papas. Con estos tres elementos también podemos construir el alcohol y el agua presente en el vino. Y, de hecho, es casi todo de lo que estamos hechos nosotros, nuestra comida y la chica aburrida que aún no ha vuelto.

Las deliciosas proteínas del atún contienen algo de nitrógeno. Éste es más liviano que el hierro, por lo que las estrellas lo proveen. Como también proveen de magnesio, elemento fundamental para darle el verde a mi ensalada de berros. El magnesio es parte esencial de la molécula de clorofila, que pintó de verde la naturaleza.

Claro que para construir esta entrada sobre mi mesa se requiere más. Las deliciosas proteínas del atún contienen algo de nitrógeno. Éste es más liviano que el hierro, por lo que las estrellas lo proveen. Como también proveen de magnesio, un elemento fundamental para darle ese verde maravilloso a mi ensalada de berros. El magnesio es parte esencial de la molécula de clorofila, el pigmento que pintó de verde la naturaleza. Note que al cocinar sus porotos verdes, el color se marchita. Eso se debe a que en su olla, ese magnesio creado por una estrella es desplazado por un hidrógeno creado en el big bang. ¡Por favor no cocine demasiado sus vegetales!

Atún con hierro, ostras con zinc

La fusión de núcleos livianos provee de energía a las estrellas, además de sintetizar los núcleos más pesados de los que está hecho nuestro mundo. Sin embargo, cuando los nuevos núcleos son ya demasiado pesados, contienen muchos protones y la repulsión eléctrica empieza a dominar.  En ese momento, nuevas fusiones ya no entregarán energía, sino que la consumirán. La estrella, ya sin combustible, comenzará un rápido proceso de enfriamiento. Esto ocurre cuando comienza a crear hierro, que -como ya se dijo- es una señal de que su muerte es inminente.

Al hierro creado en el núcleo de moribundas estrellas le debemos el color del atún y de todas las carnes rojas. Es parte esencial de una proteína llamada mioglobina, que almacena oxígeno en los músculos y otorga a este tártaro de atún su atractivo color rubí, que tan bien contrasta con el verde de los berros.

Después de sintetizar el hierro, la estrella, ya sin combustible, comienza a colapsar debido a la fuerza de gravedad. Este colapso libera una enorme cantidad de energía, que se traduce en una gran explosión: una supernova. Las capas exteriores de la estrella son violentamente expelidas al medio interestelar, entregando esos átomos recientemente horneados para su uso por parte de todos los comensales del universo. El núcleo de la estrella continuará su colapso para formar, dependiendo de sus características, un agujero negro o una estrella de neutrones.

Pero no se engañe: la supernova también aporta lo suyo al festín culinario. Crea, por ejemplo, el cobre y el zinc, tan abundantes en estas ostras de mi cena. La enorme energía disponible durante la explosión permite la creación del resto de los elementos que encontramos en la naturaleza. Incluyendo el oro de los hermosos aros que lucía la chica aburrida, quien evidentemente no volverá más. Y ahora, mientras recuerdo con alegría su sonrisa, el movimiento de sus manos y sus increíbles historias de infancia en Cali, me doy cuenta que tenía razón en partir. Es evidente que, después de todo, el aburrido soy yo.

* Departamento de Física UC.