Astrónomos trabajando

Susana Biro, Alejandro Raga, Fabio De Colle, Alberto Flandes, Alejandro Farah, Gloria Koenigsberger, Raúl Mújica García, Isaura L. Fuentes–Carrera, Wolfgang Steffen, Luis Felipe Rodríguez Jorge, Gloria Delgado Inglada

• Editorial: UNAM, Dirección General de Divulgación de la Ciencia
• Año: 2020
• ISBN del libro electrónico: 9786073037334
• Categoría: Ciencias físicas
• Categoría: Astronomía y astrofísica

Esta antología reúne una variedad de relatos de astrónomos e ingenieros trabajando para avanzar en el conocimiento sobre el Universo. Cada uno en su propio estilo nos cuenta lo que estudia, cómo y por qué. Aparecen objetos astronómicos de todo tipo; telescopios terrestres y espaciales que captan la luz en todas las frecuencias del espectro. Encontramos colaboraciones entre especialistas de distintas áreas y diferentes países. El conjunto es un retrato viviente del quehacer de la astronomía en el México de hoy.

Conocer las estrellas a través de sus cadáveres

Gloria Delgado Inglada ¹

Instituto de Astronomía, unam

Una invitación

Conocí a Grazyna Stasinska (Grazyna Stasinska), investigadora del Observatorio de París-Meudon, en Francia, a finales de 2012. Yo acababa de llegar a la unam para trabajar con Christophe Morisset en el uso de modelos con la idea de mejorar el cálculo de abundancias químicas en las nebulosas planetarias (np). Estas nubes de gas y polvo están formadas por las capas más externas (o envolturas) de estrellas como nuestro Sol, que al final de la vida son lanzadas mediante vientos hacia el espacio interestelar. Las estrellas, o lo que queda de ellas, calientan (ionizan) estas nubes mientras tienen energía (fotones) para hacerlo, consiguiendo así que brillen en el espacio hasta que se diluyen poco a poco en el medio interestelar y dejan de existir.

Conocer a Grazyna fue algo interesante en muchos aspectos. Primero, porque siempre lleva ropa mexicana (huipiles, rebozos), al menos cuando está en México, y eso es algo curioso en una mujer franco-polaca. Además, me sorprendió que cada año (desde hace casi 20) visite en las mismas fechas a sus colaboradores para trabajar y así aprovechar para disfrutar de una de las celebraciones mexicanas más bonitas: día de muertos. Y una de las cosas que más me llama la atención es que, aun siendo una astrónoma muy reconocida, es muy sencilla en el trato. Le gusta trabajar cómodamente acostada en una hamaca, no tiene problema en dedicar todo el tiempo necesario para explicar con detalle algo que para ella puede ser muy sencillo, pero para uno es complejo. Me asombra cómo es capaz de hacer cálculos muy complicados en una de sus múltiples libretas, sin usar calculadora ni computadora, y cómo no cesa hasta llegar a donde quiere llegar. Cuando digo que es una astrónoma muy reconocida me refiero a que su nombre se asocia a muchos trabajos importantes en mi área de investigación y ha publicado más de 300 artículos. Además, a ella también la invitan con frecuencia a dar conferencias en instituciones, escuelas y congresos, a revisar artículos, a formar parte de paneles evaluadores o de asignación de tiempo de telescopios; es decir, también es reconocida dentro de la comunidad de astrónomos.

Hace unos cuatro o cinco años, cuando ya éramos colaboradoras y amigas, Grazyna me habló de uno de los proyectos que tenía en mente: comparar las poblaciones de las np en varias galaxias. Se pueden estudiar varios aspectos de las nebulosas planetarias, como los procesos físicos que ocurren en ellas, el movimiento del gas, la producción de elementos en las estrellas, y muchos otros más. El que nos atañe en este trabajo es utilizar estas nebulosas para deducir las características de sus estrellas progenitoras, aquéllas a partir de las que se formaron. En particular, lo que queremos averiguar es si las estrellas son distintas en galaxias que poseen características diferentes, pero queremos hacerlo sin estudiar directamente las estrellas (cuyo análisis es generalmente mucho más complejo), sino los rastros y pistas que éstas nos dejan al final de sus vidas: las np.

Me pareció un gran proyecto por varios motivos: por trabajar de nuevo con ella, por poder estudiar nebulosas de otras galaxias (hasta entonces yo sólo había estudiado nebulosas de nuestra galaxia), y porque este trabajo combinaría el uso de observaciones y de modelos, algo que es muy útil para abordar de forma más completa cualquier problema astronómico. He de decir que su proyecto surgió hace más de 20 años y el primer artículo al respecto fue publicado en 1998. En ese momento, Grazyna y otros dos astrónomos (M. Richer y M. L. McCall) pudieron investigar las np de cinco galaxias, y comparando las observaciones y los modelos concluyeron que había diferencias importantes y que se necesitaba una mayor cantidad de datos para realizar un estudio más amplio y profundo. Ahí quedó aparcado el asunto.

Buceando entre los datos disponibles

Actualmente la cantidad de datos disponibles es mucho mayor que cuando Grazyna comenzó a trabajar en este tema a finales de la década de 1990. Además, existen modelos de fotoionización más precisos (porque conocemos mejor la física involucrada) y algunos detalles sobre las estrellas que forman las np han cambiado. Esto hace que merezca la pena retomar el proyecto. La primera parte, y la más tediosa, de este trabajo ha consistido en construir nuestra muestra de nebulosas planetarias extragalácticas. Queremos pasar de las algo más de 300 np estudiadas en 1998 por Grazyna y sus colaboradores a un número significativamente mayor que nos permita llegar a conclusiones más robustas. Para ello, hemos tenido que recopilar todos los datos útiles que se hayan publicado en artículos científicos; es decir, hay que bucear en repositorios como el ads (nasa Astrophysics Data System) o el astro-ph (que pertenece a arXiv.org, donde se recopilan y se da libre acceso a textos sobre física, matemáticas y otras áreas) buscando cualquier artículo que presente datos espectroscópicos de las np fuera de nuestra galaxia. El espectro de una estrella, galaxia o nebulosa contiene detalles muy sutiles de la luz que nos llega de ese objeto. Podemos distinguir una emisión sin forma de la estrella que está dentro de la nebulosa planetaria y unos picos más o menos intensos (las líneas verticales) que nos dicen qué elementos están presentes en el gas nebular. Podemos directamente saber cuál es la temperatura y densidad del gas y el número de átomos de cada elemento químico (como oxígeno, helio o flúor) que está en esa nebulosa.

El objetivo es generar una gran lista de datos con la siguiente información: el nombre de cada nebulosa, la galaxia en la que se encuentra, las intensidades de las casi 30 líneas de emisión que nos interesan para el trabajo, y algunos otros parámetros que nos permitan tener una idea del brillo intrínseco de la nebulosa (como el flujo emitido en una longitud de onda particular, la distancia a la que está la nebulosa de nosotros y la medida en que el polvo interestelar afecta a la luz emitida por la nebulosa).

Aunque suena algo sencillo, recopilar tantos datos tomados con instrumentos diferentes por distintas personas siguiendo procedimientos algo diferentes y presentados de forma distinta no es tan fácil. Hay que asegurarse de que no hay errores en los números recopilados, de que las correcciones que son realizadas a unos datos también se realicen al resto, de que las unidades sean en todos los objetos las mismas; incluso, de que se use la misma nomenclatura en todas las np de una misma galaxia. En definitiva, hay que asegurarse de que la muestra de partida de las nebulosas planetarias sea lo más homogénea posible, de forma que si encontramos algún resultado, sea real y no consecuencia de diferencias entre unos datos y otros.

Después de mucho tiempo (unos dos años) recopilando toda esta información de decenas de artículos, por fin en octubre de 2019 logramos tener una muestra homogénea de varios cientos de datos de np en once galaxias. Esto se traduce en muchísimas tablas de números que, analizados con cuidado, nos darán pistas sobre las características de las estrellas que originaron las nebulosas que nosotros estamos estudiando. Este aspecto de tener una muestra numerosa y homogénea a partir de una muestra inicialmente heterogénea es lo que le parece a Jorge García-Rojas algo novedoso y que va a dar peso a nuestro estudio.

Conocí a Jorge en mi primer viaje a México, en un congreso de astronomía celebrado en el Castillo de Chapultepec en 2004. Él era estudiante de doctorado en el Instituto de Astrofísica de Canarias y yo estaba a punto de decidirme a realizar la maestría y el doctorado en México, en el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (inaoe). Después de eso, hemos coincidido en muchos más congresos, y por los continuos viajes e intercambios entre México y España, él estuvo en mi examen de maestría en México y yo en el suyo de doctorado en España. Con el tiempo, nos hemos convertido en colaboradores frecuentes.

Después del doctorado, Jorge comenzó a trabajar con las np y ahora está involucrado en problemas muy interesantes, como la producción de elementos en las estrellas progenitoras, el problema del adf (la gran diferencia que se encuentra al calcular las abundancias químicas con dos tipos de líneas de emisión diferentes y que aún no se logra explicar), la doble química del polvo de algunas nebulosas planetarias y algunos otros. Es un experto en la obtención y análisis de datos observacionales de las np y en el cálculo de abundancias químicas. Jorge entró al proyecto como yo, invitado por Grazyna, y convencido de que con unos datos de regular calidad no íbamos a poder hacer nada nuevo y diferente; pero el hecho de poder trabajar con una experta como Grazyna fue lo que le impulsó a meterse de lleno en la aventura. Poco a poco, Grazyna nos ha hecho cambiar de opinión: se puede hacer cienci...

Índice

• Invitación
• Alimentando el hambriento agujero negro de la Vía Láctea
• Historia de una partícula de polvo
• Rayos y centellas: instrumentación astronómica
• La estrella EZ Canis Majoris y su extraña compañera
• Inventarios de los objetos más brillantes del Universo
• Tras las pistas de un encuentro galáctico
• ¿Por qué no vemos las cosas en el cielo en 3–D?
• Develando el interior de las nubes oscuras
• Conocer las estrellas a través de sus cadáveres