Y yo quiero ser...Astrofísica
(Por
Ana Ulla Miguel)
Me interesaban
muchas cosas de las que se contaban en la escuela, pero creo que fue a los
catorce años cuando decidí que de mayor quería ser astrofísica. No había
teléfonos móviles, ni ordenadores en las casas, ni internet, así que escribí
una carta postal al Ministerio de Educación y Ciencia para preguntar qué tipo
de estudios tendría que cursar llegado el caso. No sé si me aclararon mucho o
poco en la respuesta, pero gracias a una vecina maestra, que me consiguió un
folleto con los planes de estudios superiores en España en aquel momento,
entendí que tendría que cursar una “Licenciatura en Ciencias Físicas, con la
Especialidad de Astrofísica” (cinco años de universidad en total) si quería
lograr mi objetivo. Eso de estudiar física metía respeto, la verdad, pero no
cambié de opinión porque el Universo tenía pinta de ser el contenedor de todas
las respuestas. Y aquí estoy, y soy astrofísica…
Y sí, en
astrofísica queremos entender cómo funciona el Universo. Entero y por partes.
Todos los fenómenos observados, desde las tormentas solares hasta los
exoplanetas, o la materia oscura, nos
interesan. Y tenemos las leyes de la física, los continuos avances
tecnológicos y el método científico para
buscar y explicar las causas que están detrás de esos fenómenos observados. Por
ejemplo: observamos que las estrellas brillan y queremos caracterizar y
describir ese fenómeno, pero también necesitamos entender por qué una estrella
brilla; qué pasa dentro de la estrella para que emita ese brillo que
observamos. Por cierto, brillan mucho, porque son básicamente reactores
termonucleares de fusión de hidrógeno al aire libre… Así con todo.
Hay por tanto
muchísimos campos de estudio interesantes en los que trabajar en astrofísica y
a veces es difícil decir que no a proyectos en los que se nos presenta la
ocasión de colaborar. Yo mencionaré tres proyectos en los que colaboro, que
son: el satélite Gaia de la Agencia Espacial Europea (la ESA), la evolución estelar
en fases avanzadas y la astrobiología.
El satélite Gaia es sin duda una de las
grandes misiones de la ESA para este siglo y sus datos ya están revolucionando
nuestro entendimiento de la estructura y composición de la Vía Láctea, la
galaxia en que vivimos. La planificación, ejecución y puesta en marcha de las
misiones espaciales es siempre una tarea compleja y muy laboriosa, y que
requiere de muchísima colaboración y coordinación entre personas e
instituciones, antes y después del lanzamiento. En general, se divide todo el
trabajo en paquetes que se distribuyen a los distintos grupos de investigación
o de ingeniería.
En Galicia, el
Grupo Gallego para Gaia (GGG), es un grupo de investigación interdisciplinar en
el que colaboramos astrofísicas e ingenieros informáticos de las universidades
de A Coruña y Vigo desde hace más de diez años. La misión Gaia proporciona
ingentes cantidades de datos que necesariamente deben ser tratados y analizados
masivamente por ordenador. Sería lo que se conoce hoy como un problema de Big
Data. En nuestro grupo se aplican técnicas y algoritmos de inteligencia
artificial y redes neuronales para el tratamiento de los datos de Gaia. Estas
técnicas intentan reproducir en cierto modo el funcionamiento de un cerebro
humano experto, analizando y tomando decisiones, pero en un ordenador y, en
este caso particular, sobre datos astrofísicos. Gaia envía unos 60 GB de datos
diarios, unos 600 millones de imágenes, así que realmente sería imposible
procesar toda esta información “a mano”.
Fig. 1. Impresión artística del satélite GAIA de la Agencia Espacial Europea.
Créditos: © ESA–D.
Ducros, 2013, fuente ESA,, web ESA.
En cuanto a la
temática de la evolución estelar en fases
avanzadas, colaboro en el estudio de las propiedades de un tipo de
estrellas llamadas subenanas calientes (hot subdwarfs, en inglés) que están en
una etapa de transición entre lo que sería nuestro Sol de hoy y su estado de muerte
final en forma de enana blanca, dentro de unos 5000 millones de años. Todas las
estrellas, como sabemos, nacen, evolucionan y mueren y, dependiendo
fundamentalmente de su masa al nacer, van a seguir caminos evolutivos diversos,
formando grupos poblacionales con ciertas características semejantes dentro de
cada grupo en esas etapas a lo largo de sus vidas.
Pero hay miles
de millones de estrellas en cada galaxia, imposible estudiarlas todas en
detalle. Es importante por tanto caracterizar lo mejor posible las propiedades
físicas y químicas de tantos objetos dentro de cada uno de estos grupos o
clases estelares como se pueda para conocer los caminos evolutivos de las
estrellas en sí, pero también, y esto es muy importante, para entender las
conexiones evolutivas entre las distintas clases o etapas. Las subenanas
calientes en particular muestran algunas características espectroscópicas
peculiares que todavía hoy no se entienden bien, desde su descubrimiento en la
década de 1940. En esta colaboración, entre otras técnicas, utilizamos las
herramientas del Observatorio Virtual Español, cruzando catálogos y bases de
datos astronómicos en diferentes rangos espectrales, para primero descubrir
nuevos objetos candidatos a subenanas calientes, previamente no catalogados, y
para luego determinar sus propiedades y parámetros astrofísicos, como son la
gravedad o la temperatura.
En cuanto al
campo de la astrobiología: yo soy
profesora de física en el grado de biología de la Universidade de Vigo y cada
curso le pregunto a mi alumnado si están de acuerdo con que una de las grandes
preguntas científicas que la Humanidad tiene planteadas encima de la mesa es la
de si hay o no vida en el Universo, fuera del planeta Tierra. Siempre estamos
de acuerdo en que sí lo es, una pregunta muy importante. Hoy por hoy ya se
están poniendo los medios para buscar vida, fundamentalmente vida bacteriana,
en algunos cuerpos de nuestro Sistema Solar.
Pero, también,
desde el descubrimiento hace más de 20 años de los llamados exoplanetas o
planetas extrasolares, han sido vertiginosos
los avances en materia del descubrimiento y caracterización de planetas
similares a la Tierra orbitando a otras estrellas. En realidad ha sido vertiginoso
el descubrimiento de todo tipo de exoplanetas, pero en particular se busca
planetas de un tamaño parecido al de la Tierra, con agua en superficie, con
atmósfera y situados a la distancia adecuada de su estrella madre (en la
llamada zona de habitabilidad) como para poder albergar vida en alguna de las
formas que conocemos de vida. En este campo, en colaboración con un colega
especialista en rayos cósmicos, profesor de la Universidad de Santiago de
Compostela y su equipo, queremos
estudiar mediante modelos el impacto que esta radiación de partículas muy
energéticas procedente de la estrella madre podría tener sobre la habitabilidad
de sus planetas con atmósfera, para diferentes composiciones atmosféricas y
diferentes valores de la aceleración de la gravedad del planeta, de manera
similar a cómo se puede estudiar la incidencia de los rayos cósmicos solares
sobre la atmósfera terrestre, o sobre la de Marte. Los rayos cósmicos son
partículas fundamentales, como electrones o protones, a muy altas velocidades y
que en el caso del Sol en particular pueden escapar cuando parte del campo
magnético solar se reconfigura, emitiendo por ejemplo llamaradas (“flares”).
Hasta donde
sabemos, las leyes de la física son universales y por lo
tanto rigen en todo el Universo. Y el Universo es todo lo que vemos, y lo que
no vemos: el espacio, el tiempo, la materia, la energía y todas las
interacciones entre estos elementos son los ingredientes que lo conforman. Así,
abarca todas las escalas, desde las subatómicas hasta las extragalácticas y
necesitamos diferentes leyes en los diferentes rangos. La mecánica cuántica
para estudiar y comprender los sistemas físicos muy pequeños, o los principios
de la cosmología para llegar a los confines del universo conocido.
También
decimos que la astronomía moderna comenzó desde que, hace poco más de 400 años,
Galileo apuntó un telescopio al cielo por primera vez. Los avances en nuestro
conocimiento del Cosmos han sido enormes. A cada nuevo descubrimiento siguen
siempre nuevas preguntas, a cada cual más compleja, y para observar cada vez
más lejos, objetos cada vez más débiles y más antiguos hemos ido necesitando
desarrollos tecnológicos cada vez más espectaculares, en tierra y en el
espacio. Cuando yo estudié la carrera un telescopio de cuatro metros de
diámetro de espejo primario era muy grande; hoy los telescopios de 10 metros se
están quedando pequeños ante los planes de construcción de telescopios de 40
metros que ya hay en marcha. En la exploración espacial, no digamos la de cosas
que se han conseguido. Y todos estos desarrollos tecnológicos e instrumentales
revierten antes o después en la sociedad.
Un ejemplo sencillo: todos los teléfonos móviles hoy llevan una cámara
de fotos digital ¿no? Esas cámaras se desarrollaron en astronomía, para los
telescopios.
Fig. 2. Vista panorámica del Observatorio del Roque de los Muchachos.
Créditos: IAC-Pablo Bonet (2011), fuente IAC, web IAC.
Y, realmente,
conocer mejor el universo en el que vivimos y tomar conciencia de que nosotros
formamos parte integrante de él, nos ayudaría a vivir mejor en la Tierra. Lo
que se conoce, se aprecia y se siente como propio, se cuida, en general. El
planeta Tierra también es parte del Universo; podríamos empezar por ahí, por
cuidar el planeta. No hay recambio, ni hay de momento adonde ir si lo
deterioramos de forma irreversible. Podemos pensarlo un poco.
Pero yo creo
que el futuro de la astrofísica se presenta bien. España hace apenas 30 años
contaba poco en el panorama de la astrofísica internacional y hoy creo que
andamos por el séptimo puesto en publicaciones científicas y número de citas.
Pero también la astrofísica española está bien situada en cuanto a
participaciones tecnológicas nacionales e internacionales en proyectos muy
complejos, espaciales y terrestres. O sea, podemos decir que hoy por hoy España
está en el Top-Ten de la astrofísica mundial, con un futuro prometedor para
seguir avanzando por esa línea. Ahí contribuimos lo mejor que podemos quienes
nos dedicamos a esto y yo, la astrofísica, sin duda, os la puedo recomendar.
Ana Ulla Miguel
Doctora
en Astrofísica
Profesora
del Departamento de Física Aplicada
Área de Astronomía y
Astrofísica, Universidade de Vigo
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