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Muy buenas tardes, queridos lectores de Universo Paralelo.
Hoy viajaremos lejos de nuestro planeta. Lo haremos primero por el sistema solar, de la mano de la doctora en Astronomía Ximena Ramos, quien nos relatará cómo los asteroides, además de ser un foco de peligro para la Tierra, transportan secretos importantes sobre nuestros orígenes.
Luego iremos más lejos, a 10 años luz de distancia, a conocer algunas estrellas similares al Sol. Será el doctor en Astrofísica Ignacio Araya quien nos contará acerca de cómo estas estrellas expulsan material a través del llamado viento estelar, y cuáles son las implicancias de este fenómeno para ellas y los planetas que las orbitan.
En el cuestionario de hoy tendremos a la astrofísica, doctora Cecilia Garraffo. Actualmente, ella dirige el instituto AstroAI, del Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian. Se trata del primer centro dedicado a aplicar las herramientas de la inteligencia artificial (IA) en problemas astrofísicos.
La imagen de la semana es del último tránsito de Venus, momento en que pudimos apreciar el paso de este planeta por el disco solar. A pesar de ser de 2012, es una buena forma de convencerlos de por qué es útil aplicar la IA en astrofísica, permitiendo que nos ayude a responder preguntas tan fundamentales como si existe vida en planetas lejanos.
En las recomendaciones recordaremos el gran ensayo de 1959, Los sonámbulos, de Arthur Koestler, sobre la historia de la astronomía.
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Imagen de JAXA Hayabusa2
Imagina un viaje a través del tiempo. Un viaje de 4.500 millones de años, al nacimiento de nuestro sistema solar. Allí, entre millones de asteroides, te encuentras con dos bien particulares: Ryugu y Bennu.
Pero ¿qué tienen de especiales? Primero, que si volvemos al presente nos encontraremos nuevamente con ellos. Esto significa que llevan consigo pistas importantes sobre la historia y formación de nuestro sistema solar. Segundo, están muy cerca de la Tierra. Esto, claro, tiene sus riesgos. Se sabe, por ejemplo, que Bennu pasará muy cerca de nosotros en septiembre de 2182. Los modelos matemáticos que predicen su órbita dicen que hay una probabilidad de 1 en 2.700 de que nos impacte.
Dos exitosas misiones espaciales, Hayabusa2 de JAXA (Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial) y OSIRIS-REx de la NASA, han viajado y recolectado rocas y polvo de ambos asteroides, trayéndolos a la Tierra para su estudio.
En un estudio reciente, un grupo de científicos liderados por Yuki Kimura, de la Universidad de Hokkaido en Japón, ha descubierto la presencia de framboides en la superficie de Ryugu. Estas formaciones minerales son aglomeraciones de pequeñas esferas de magnetita y, al microscopio, parecen frambuesas. De allí su nombre.
¿Y para qué sirven? El estudio de estos framboides no magnéticos, además de las nanopartículas de hierro metálico que los rodean, ofrecen una oportunidad única para estudiar con precisión la evolución de los campos magnéticos de nuestro sistema planetario desde sus orígenes.
Al igual que nosotros, las estrellas nacen, pasan por diferentes fases evolutivas y luego mueren. Este ciclo está principalmente determinado por la masa inicial de la estrella. Mientras más masiva, más rápida y dramática será su muerte.
Actualmente, se sabe que la intensidad de estos vientos depende principalmente de la masa de la estrella. Para masas iniciales mayores a 8 masas solares (ocho veces la masa de nuestro Sol) su intensidad es tal, que puede expulsar una masa comparable a la de la Tierra en un año.
El viento estelar producido por el Sol se conoce como viento solar y es el responsable, por ejemplo, de las auroras boreales que observamos desde la Tierra.
Superando estos obstáculos, un grupo de astrónomos liderados por Kristina Kislyakova, de la Universidad de Viena, publicó las tasas de pérdida de masa para tres estrellas similares al Sol, usando observaciones del XMM-Newton, un telescopio espacial de rayos X.
Basados en esta técnica, lograron, por primera vez, medir la intensidad de viento estelar que produce una estrella tipo Sol. En este caso, de tres estrellas a una distancia de entre 10 y 16 años luz. Sorprendentemente, la tasa de pérdida de masa de estas estrellas supera en gran medida a la del Sol. Es entre 10 y 67 veces mayor. Los autores creen que se debe a que poseen un campo magnético mucho más intenso que el de nuestra vecina estrella.
Afortunadamente, por ahora, la intensidad del viento solar es segura para la vida en la Tierra. Sin embargo, de acuerdo al ciclo de vida de una estrella similar al Sol, la Tierra será inhabitable en el futuro. Pero no te preocupes. Faltan unos 5 mil millones de años para que esto ocurra. Como van las cosas, es poco probable que existan humanos en nuestro planeta para entonces.
Cada semana hacemos las mismas cuatro preguntas a un científico. En esta edición, entrevistamos a la astrofísica, Dra. Cecilia Garraffo.
-¿Qué te motivó a dedicarte a la ciencia?
-En realidad fue una búsqueda que me costó mucho. No conocía a ningún científico de chica, aunque tenía una tía y un tío segundos que eran científicos en USA. Estudiar ciencia no era una opción en mi círculo socioeconómico. Como siempre me gustó mucho la matemática y la física, me anoté en ingeniería (mecánica, porque me gustaba la física). Al final terminé estudiando actuario por unos años, por consejo de un amigo de mi familia al ver mi aptitud matemática.
Los años pasaban y yo sentía un vacío cada vez más grande, la búsqueda de sentido. Empecé a leer libros de Stephen Hawking, y me generaban cada vez más necesidad de comprender, de perseguir un conocimiento profundo.
Un día fui con mi prima Juliana, otra fan de la física y el cosmos, a ver la película Contacto. Me conmovió muchísimo pero, llamativamente, lo que me conmovió no fue el contacto con extraterrestres (de hecho, esa parte no me gustó mucho), sino la pasión de la protagonista (Jodie Foster), quien dedicaba su vida a, incansablemente, escuchar estática en busca de una señal, de sentido. Esa pasión que le daba sentido a su vida. La búsqueda misma.
Al salir del cine, supe con certeza que quería ser astrónoma. Y durante toda mi carrera recordé que lo que importa es el camino. Que “debes amar el tiempo de los intentos, debes amar la hora que nunca brilla”, como Jodie Foster en Contacto.
-¿Cuál es la obra científica que más influyó en tu actividad?
-Mi primer amor a la física fue al descubrir los agujeros negros, cuando hice un trabajo de física en 4° año del colegio como estudiante de intercambio en USA. Después, con los libros de Hawking descubrí la Relatividad General, que sigo considerando la teoría más hermosa. Hacia el final de mi carrera me enamoré de la mecánica cuántica. No podía creer lo que estaba escuchando y aprendiendo. Me quitaba el sueño. Creo que aún la considero la teoría más atractiva de todas. Es como la montaña rusa de la física.
-¿Cuál es el problema científico más importante por resolver?
-El cambio climático y el cáncer, diría. Hay tantos problemas más importantes y más urgentes que la física y la astronomía. Pero el mundo necesita gente que estudie lo que le apasiona. Científicos que no toleren no encontrar la respuesta. De ahí salen los avances científicos más impresionantes que, en muchos casos, afectan a más de una disciplina. La Relatividad de Einstein no se hubiese desarrollado para tener GPS más precisos. Y el MRI no existiría si no fuera porque queríamos ver la Luna con más detalle.
-¿Cuál es la pregunta que te desvela como científica y cómo la enfrentas?
-Varias. La más central en estos tiempos es si hay vida en otros planetas. Yo creó que la respuesta es que sí y que es común. ¿Pero cuán común es la vida como la nuestra? ¿Cuáles son los colores y sabores del espectro de vida en el universo?
Trabajo todos los días en aspectos diferentes de esa pregunta. Desde entender cuáles estrellas anfitrionas de exoplanetas son conducentes a la vida, hasta desarrollar herramientas de inteligencia artificial para detectar señales sutiles de moléculas que indican vida en los datos que observamos con James Webb.
También me desvela si sobreviviremos a esta crisis climática. Me sorprende mucho la calma al respecto. Podemos estar por extinguirnos como especie. Trabajo con satélites que monitorean polución en la atmósfera, como TEMPO, y con satélites para detectar metano, que es el factor que más aporta al calentamiento global. Mi equipo, EarthAI, desarrolla herramientas para interpretar los datos de estos satélites.
Solar Dynamics Observatory, NASA
Esta es una imagen del Sol y tiene ya algunos años. Fue tomada en 2012 por el telescopio espacial Solar Dynamics Observatory. La extraña estructura que observamos se debe a que no se trata de una fotografía de luz visible, sino que de radiación ultravioleta, invisible a nuestros ojos.
Pero lo que me interesa resaltar en esta foto es que el Sol no está solo. Si la observas con cuidado, podrás notar un pequeño disco negro. Se trata de Venus, cuya órbita se alineó a la nuestra con precisión entre el 5 y el 6 de junio de ese año, pasando justo frente al disco solar.
Aunque sea casi imperceptible, cuando Venus pasa delante del Sol, bloquea levemente su luz, y esa disminución en su brillo podemos medirla usando instrumentos. Utilizando esta técnica, los astrónomos pueden detectar la existencia de planetas en estrellas lejanas, o exoplanetas.
Una pista crucial para responder esta pregunta se encuentra en la atmósfera de aquellos planetas. La vida como la entendemos requiere de ciertas moléculas para existir –agua, por ejemplo–. Pero más importante: la actividad biológica es responsable de la presencia de varias otras en el planeta. Por ejemplo, la fotosíntesis en las plantas es responsable del oxígeno presente en nuestra atmósfera. Estas moléculas se conocen como biomarcadores.
Esta señal es muy tenue y resulta ser muy difícil de detectar. En el centro AstroAI, que dirige Cecilia Garraffo –nuestra entrevistada de hoy–, se utilizan sofisticados algoritmos de inteligencia artificial que permiten detectar la presencia de biomarcadores en atmósferas de exoplanetas. Ya han tenido mucho éxito en sus pruebas preliminares y están a la espera de los datos del telescopio espacial Ariel y del Habitable Worlds Observatory para poner en marcha una extraordinaria aventura de búsqueda.
Quizás no estemos tan lejos de confirmar lo que siempre hemos sospechado: que tenemos compañía en este vasto y frío universo.
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
– Se dice que fue exactamente hace 360 años, en mayo de 1664, cuando el científico inglés Robert Hooke, usando un telescopio, pudo observar por primera vez la gran mancha roja de Júpiter.
– El infinito siempre nos ofrece afirmaciones contraintuitivas y extrañas. Una de ellas es el “teorema del mono infinito”. Este dice que, si dejamos a un mono escribiendo en un teclado por tiempo infinito, eventualmente reproducirá cualquier texto, incluyendo las obras completas de Shakespeare.
Para demostrarlo debemos asumir que el simio pulsa las teclas aleatoriamente. De ser así, entonces el teorema se puede demostrar, cosa que no haremos aquí, pero ilustraremos con un ejemplo. Supón que alguien puede lanzar un dado infinitas veces y escribe la secuencia resultante. Inventa ahora cualquier secuencia finita de números del 1 al 6, digamos 334164225. Se puede demostrar que esa secuencia está en alguna parte de la fila infinita de números antes obtenida.
Un grupo de estudiantes y profesores de la Universidad de Plymouth intentó probar el teorema. Pusieron a varios monos a tipear por dos meses. Los resultados no se acercaron a nada similar a Shakespeare. Quizás los monos no tipeaban de manera realmente aleatoria. O quizás infinito sea demasiado grande en comparación con dos meses 😅😅.
– Nunca pierdo una oportunidad de recomendar el ensayo Los sonámbulos, de Arthur Koestler (Hueders, 2017), escrito en 1959. Este número, en el que hablamos de astronomía y astrofísica contemporánea, es una nueva oportunidad para hacerlo. Hay varias razones por las que lo recomiendo tanto.
El trabajo que hizo Koestler al leer los textos de científicos como Kepler, Galileo o Copérnico es admirable y monumental. Pocos científicos se han dado ese trabajo, y la razón es simple: son tremendamente difíciles de leer. Las ideas fundamentales que recibimos de esos textos, luego de siglos de ciencia, han sido convenientemente podadas y destiladas.
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Eso es todo por esta semana en Universo Paralelo. Si tienes comentarios, recomendaciones o temas que aportar, puedes escribirme a universoparalelo@elmostrador.cl. La idea es que generemos una gran comunidad que deje atrás la farándula parlamentaria y las bajas pasiones humanas, para adentrarse en un mundo mucho mejor. Uno mucho más civilizado. En un Universo Paralelo. ¡Hasta la próxima semana!
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