Quásares, galaxias enanas y agujeros negros de la mano de Eduardo Ros

31/08/2015 2 comentarios
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El profesor Eduardo Ros de la Sociedad Max Planck nos habla sobre agujeros negros, supernovas y galaxias enanas, pero también sobre miradas al pasado, la posibilidad de enmendar a Einstein, lo que se siente al mover un radiotelescopio del tamaño de una plataforma petrolífera y sobre la importancia de la educación.

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Galaxia de Centauro A, visto con luz visible, microondas, rayos X y ondas de radio. Un enorme jet de materia surge del agujero negro central (oculto tras la barra de polvo en el centro de la imagen). Imagen cortesía de NASA. Un vídeo relacionado sobre observaciones de un equipo internacional incluyendo al Profesor Ros puede visionarse aquí.

 

Eduardo Ros es físico, profesor en excedencia de la Universidad de Valencia y coordinador científico del departamento de interferometría en el Instituto Max Planck de Radioastronomía de Bonn, en Alemania. El profesor Ros lleva más de 20 años observando y estudiando objetos y fenómenos que se encuentran a distancias casi inimaginables de la Tierra, como galaxias activas, quásares y destellos de agujeros negros. Para ello, él y sus colaboradores, utilizan algunos de los telescopios más sofisticados jamás construidos. 

Parece que en la ciencia, como en muchos otros ámbitos, existen ciertos temas que vuelven a ponerse de moda de manera periódica. La curiosidad por la observación del cielo y los fenómenos que ocurren allí, sin embargo, parecen ser una constante. Eduardo, ¿por qué crees que la astronomía genera tantísima curiosidad?

Tal vez sea porque la astronomía nos da una idea de trascendencia, de que hay algo más allá que no controlamos. Cuando los primeros seres humanos miraron al cielo se dieron cuenta de que en esos puntitos, allá arriba, se daban movimientos regulares, y que cuando ellos ya no estuvieran allí esas lucecitas seguirían alumbrando, girando, repitiendo sus movimientos cada noche. Desde ese vértigo de apreciar algo que crees infinito hasta la fascinación actual por lo que ocurre en el universo, que funciona sin atender a nuestras cuitas, nuestras pasiones y conflictos, nuestras alegrías y decepciones, hay una sensación constante que nos hace preguntarnos, cada vez que disfrutamos de una hermosa noche estrellada, ¿por qué? En los últimos años, además, hemos podido ver fantásticas fotografías astronómicas de telescopios como el Hubble y, tal vez ayudados por la ciencia ficción, seguimos sintiendo esa fascinación.

El vídeo "Agujeros negros en un universo violento" muestra los diferentes tipos de agujeros negros que se cree que existen en el universo. El vídeo es cortesía de Wolfgang Steffen y fue financiado por COST.

 

Recuerdo que, siendo un niño, mi padre me explicó que algunas de las estrellas que veíamos en el cielo ya no existían pero que, solo ahora, llega su luz hasta nosotros. Esto me fascinó, ya que pensé que estábamos observando el pasado. Pero, ¿es esto cierto? En otras palabras, ¿qué edad tienen los fenómenos y objetos que podemos observar con los radiotelescopios?

Es cierto que cada vez que observamos estamos mirando hacia atrás. Cuando miramos fuegos artificiales a 300 metros de distancia el sonido tarda en llegarnos un segundo y la luz 1 millonésima de segundo. La luz es casi instantánea, pero solo "casi". Ahora bien, si esos fuegos artificiales estuvieran ocurriendo en la Luna, la luz tardaría algo más de 1 segundo en recibirse (y no podríamos oírlos porque no hay aire por en medio). La luz del Sol tarda 8 minutos en llegar hasta nosotros y, cuanto más lejos esté la estrella que observamos, más tiempo tardará su luz en recorrer el camino hasta aquí. Con los radiotelescopios podemos observar la luz de objetos que brillaban cuando el universo no alcanzaba un tercio de su edad actual o, incluso, apreciar el rescoldo de la explosión en que nació en el universo, que se aprecia en el rango de las microondas. Por ejemplo, la luz que recibimos de la galaxia 4C +71.07, que estamos estudiando ahora mismo (Laura Vega, una joven astrónoma leonesa que trabaja aquí en Bonn, está en ello) lleva 10.300 millones de años viajando por el universo hasta que ha llegado a nuestros telescopios. Y el universo "solo" tiene 13.300 millones de años de edad.

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                                            E. Ros junto al radiotelescopio de Pico Veleta, en Granada.
 

Recientemente habéis publicado en Science un artículo describiendo 'destellos' provinientes de un agujero negro en la galaxia IC310. ¿Podrías explicarnos algo más sobre esto? ¿Qué novedad representa respecto a lo que ya se sabía sobre los agujeros negros?

Los agujeros negros son objetos misteriosos, casi ya por naturaleza, porque atrapan toda la luz y con ello no podemos saber qué pasa dentro. Solo podemos saber lo que pasa en su entorno inmediato, de manera indirecta. Esta vez conseguimos ver un fenómeno espectacular, unos relámpagos de rayos gamma que se originaban a escalas menores que las del propio agujero negro (este tiene un "tamaño" de unos veinticinco minutos-luz, y los destellos luminosos duraban unos cinco minutos). Esto es algo inesperado, y nos dice mucho sobre las condiciones eléctricas y magnéticas que hay cerca del horizonte de sucesos de este objeto, algo que no se había observado hasta ahora, y que por ello mereció aparecer en esta revista interdisciplinar. Además, conseguimos obtener imágenes de esta galaxia IC 310 mediante radiotelescopios distribuidos por toda Europa, con un detalle enorme, unas cincuenta veces mejor de lo que podría hacer el telescopio espacial Hubble.

También habéis estudiado un tipo de supernova denominado Ia. ¿Por qué son tan especiales este tipo de supernovas?

Nosotros intentamos observar con nuestros radiotelescopios los distintos tipos de supernova. Desgraciadamente, menos del 5 % de las supernovas tienen radioemisión, aunque casi todas se ven en el espectro visible (el de nuestros ojos y los telescopios ópticos) y después se apagan.

Las supernovas de tipo Ia no se producen por la muerte de una estrella muy masiva en un colapso brutal, sino que se producen a partir de una explosión termonuclear, en una especie de proceso catastrófico causado por su interacción con una compañera en un sistema binario. Con nuestras observaciones, publicadas recientemente en un trabajo liderado por Miguel Pérez Torres, del IAA de Granada, pudimos acotar el origen de este tipo de explosión, que parece estar causada a partir de un sistema de dos estrellas enanas blancas (y no de una estrella normal y una enana blanca).

Las supernovas de tipo Ia son muy interesantes porque actúan como calibradores de las escalas del universo, sirven para determinar la distancia existente entre nosotros y las galaxias en que ellas explotan. De hecho, gracias a las observaciones de estas supernovas, sabemos que el universo no solo se expande, sino que se acelera, un descubrimiento que permitió ganar el premio Nobel de física en 2011 a nuestros compañeros Perlmutter, Schmidt y Riess.

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Imagen de campo profundo del 'universo comprensible' obtenida por el telescopio espacial Hubble. Imagen cortesía de Hubble ESA

 

¿Puede la observación del espacio ayudarnos a comprender algunos de los fenómenos que se dan en la Tierra?

Así es. Una de las cosas más fascinantes de la naturaleza es que las mismas leyes que funcionan en el espacio funcionan en la Tierra. Esta es una idea aceptada hoy en día, pero revolucionaria cuando fue postulada por Newton, que se dio cuenta de que la misma fuerza que hacía caer a una manzana de un árbol era la que mantenía a la Luna atrapada en órbita alrededor de la Tierra. En el espacio se producen fenómenos enormemente violentos que llevan a las leyes de la física a sus límites, como ocurre con los agujeros negros.

Algunos fenómenos se han observado en el espacio antes que en la Tierra. El más conocido tal vez sea el descubrimiento del gas helio, el de los globos. Fue Janssen hace casi 150 años, al estudiar el espectro del Sol durante un eclipse. Dijo que ahí había un gas nuevo, al que dio nombre en homenaje al Sol, e hizo falta esperar 30 años para descubrirlo y (aislarlo) en el laboratorio, porque es un gas que no está en la atmósfera. Otros ejemplos son la fusión del hidrógeno dentro de las estrellas, que aún nos permite soñar con la generación "limpia" de energía por fusión nuclear, o la producción de partículas muy energéticas observadas en el espacio y que el CERN intenta reproducir en el laboratorio en su acelerador en Ginebra.

 

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¿Cómo describirías el trabajo diario de un radioastrónomo?

El día a día no se diferencia mucho del trabajo del resto de los científicos o de normales oficinistas: trabajo en un ordenador, en el despacho, aplicando distintos programas informáticos para analizar las observaciones, intentando aplicar los conocimientos de física para entender lo que se observa, elaborando gráficas y redactando artículos que explican lo que creemos ver. O más aún, organizando reuniones para ver si hemos cumplido nuestras previsiones, discutiendo presupuestos o redactando documentos para solicitar financiación y otras tareas igual de prosaicas.

El momento fascinante y único llega cuando has de ir a observar al radiotelescopio, a obtener datos. Entonces, sentado en solitario, más allá de medianoche, desde la pantalla del control le dices al radiotelescopio, una mole de acero tan grande como la Sagrada Familia, que se mueva y mire a esa galaxia muy lejana. Poco después, a partir unos débiles rayos de luz recogidos por esa enorme antena parabólica, ves que tu galaxia está ahí, contándonos algo más de qué está ocurriendo en su interior. Eso te compensa de las tareas más tediosas del día a día, la verdad. 

¿Cuál el proyecto más emocionante en el que estás inmerso?

Pues ahora estamos embarcados en la empresa de ver si Einstein estaba en lo cierto. Queremos "fotografiar" un agujero negro, ver su sombra y qué pasa a su alrededor. Hasta ahora solo podíamos observar indirectamente su entorno a partir de los enormes jets de materia que eyectan o de su espectro en rayos X. Desde hace muy poco tiempo un nuevo telescopio en Chile, llamado ALMA, nos permite tener suficiente señal y resolución para "fotografiar" el centro de nuestra galaxia en la constelación de Sagitario y el agujero negro en la galaxia M 87 en la constelación de Virgo. Para ello tenemos que utilizar varios "trucos" técnicos, como es conseguir que los sesenta radiotelescopios de ALMA funcionen como uno solo y, después, combinar ALMA con otros telescopios en Sierra Nevada, en los Alpes, Hawai, Arizona, México o incluso el Polo Sur para poder sintetizar un supertelescopio tan grande como la Tierra entera. Una vez que obtengamos imágenes de los agujeros negros en Sagitario A y Virgo A podremos ver si la teoría de la relatividad general funciona como Einstein postuló o si hay que introducir correcciones a la misma. Enmendar a Einstein, ¡uf!

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¿Qué te hubiera gustado ser si no te hubieras dedicado a la ciencia?

Imagino que sería maestro de escuela o profesor de secundaria, pues no hay tarea más satisfactoria e importante para la sociedad que enseñar a los demás, abrirles a que conozcan el porqué de las cosas, a que sean más fuertes y más personas y ciudadanos mediante la educación, la cultura, el pensamiento crítico. Casi es lo mismo que ser científico, según como lo mires, pues la ciencia está coja sin la pata de la investigación o sin la pata de la docencia.  

Si tuvieras que dar un consejo a un/a joven que se está planteando dedicarse a la ciencia, ¿cuál sería?

Es difícil, dadas las circunstancias laborales actuales, los problemas de financiación de la ciencia básica y que la ciencia la hacemos los humanos, con todas nuestros defectos y nuestras pasiones. Pero aun así les diría que mientras son jóvenes y tengan energía se dediquen a lo que les gusta, a pesar de todo, pues la ciencia es una empresa hermosa, y que no piensen que si sus objetivos finales en su carrera académica no son los que inicialmente habían pensado, que no por ello han fracasado. En el camino está el secreto de encontrarse a gusto, no en el objetivo final, y si uno de adulto sigue preguntando el porqué de las cosas, como cuando era niño, su sitio está en la ciencia. Por supuesto, que aprendan inglés y estén dispuestos a moverse por el mundo, pues es muy difícil ser científico sin vivir temporadas en el extranjero, sin sumergirse en otras culturas y otros mundos aprendiendo a comparar, aunque siempre de la mano de gente como tú, otros científicos que también quieren saber qué leyes gobiernan la naturaleza.

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