Para estudiar el universo, antes se disponía apenas de fotografías. Ahora, el estudio de las ondas gravitacionales abren grandes perspectivas para la comprensión del espacio.
Rosa Becerra es doctora en Astrofísica, y es una de las jóvenes científicas que están abriendo el campo de las ondas gravitacionales en el país, a partir del desarrollo de un nuevo telescopio. Esta herramienta fue bautizada 'Coatli' y se sitúa en el Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir, en Baja California.
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Como estudiante, la científica primero cursó su licenciatura en Física y luego su doctorado en el Instituto de Astronomía de Ciudad Universitaria. La científica trabajó en el desarrollo del prototipo, el experimento de prueba que luego se convirtió en el instrumento que destacó a los astrónomos mexicanos.
El instrumento Ratir que se colocó en un telescopio de 1.5 metros en San Pedro Mártir cuenta con una ventaja: tiene muchos filtros que permiten ver distintas cosas del mismo objeto.
"Hace un año y medio colocamos Coatli, que es específicamente para el seguimiento de las contrapartes ópticas de destellos de rayos gamma", relató Becerra a Sputnik.
Un telescopio súper rápido
Becerra, de 30 años, hizo su maestría sobre instrumentación astronómica en la UNAM. Fue entonces cuando se dedicó a estudiar cómo obtener mejores imágenes telescópicas del universo más lejano, mediante el desarrollo de técnicas ópticas que mejoran la captura de la imagen en tiempo real.
"Durante la maestría, me dediqué al desarrollo de un instrumento que ahora está en Puebla, en el otro Observatorio Nacional de Tonantzintla. Cuando ese instrumento funcionó, se aprobó el presupuesto para hacer el Coatli de San Pedro Mártir, que utilicé para el doctorado", dijo.
Los doctores Alan Watson y Salvador Cuevas, ambos del Instituto de Astronomía, son los responsables del Proyecto Coatli. Becerra fue parte de este equipo vanguardista y reorientó su línea de trabajo e investigación hacia el estudio de la parte óptica de los destellos de rayos gamma.
"Son las pistas que tenemos de cómo murió una estrella muy masiva o de cuando dos estrellas de neutrones o agujeros negros chocaron entre sí. Ese evento primero lanza rayos gamma, luego empieza a emitir en rayos X y luego en óptico y radio", explicó.
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Tanto los rayos gamma como los rayos X quedan atrapados en la atmósfera de la Tierra, por lo que los científicos necesitan de misiones espaciales que detecten este tipo de emisiones en el universo. Las mediciones ópticas y de radio tienen larga data en el análisis científico, pero no así las de destellos de rayos gamma.
"Tenemos destellos de rayos gamma cada día. Hay misiones de la NASA que tienen sensores de rayos gamma. Al detectarlos, nos mandan una alerta", explicó.
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Ahí entra el Coatli, un telescopio robótico de 50 centímetros de diámetro que es específico para seguir esa parte, la más pronta de estos eventos que sucedieron hace muchísimos años, fuera de la Vía Láctea.
A diferencia de los planetas —que siempre van a estar ahí— "estos eventos son transitorios, solamente duran unos pocos segundos", dijo Becerra.
Cuando una estrella muy masiva —50 veces el tamaño del sol—explota porque ya no tiene energía para quemar, o cuando dos estrellas de neutrones empiezan a acercarse y giran hasta chocar, generan una serie de destellos en rayos gamma que duran muy pocos segundos.
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"Los telescopios en San Pedro Mártir están conectados en tiempo real para recibir la alerta, detener lo que se está haciendo, voltear a donde sucedió el evento y empezar a tomar datos. Usamos telescopios que se pueden mover muy rápido, de tal manera que en cuanto nos llega la señal, empezamos a medir cómo va cayendo la luminosidad o el brillo de ese objeto a través del tiempo", explicó la investigadora.
Esta información les permite estudiar el medio en que se desarrolló el evento, el gas que lo rodeaba, el campo magnético, la temperatura, densidad y presión del ambiente.
"Y podemos saber el progenitor que dio lugar a ese evento en particular", resaltó Becerra.
Una carrera por los rayos gamma
Como son muy breves, los destellos de rayos gamma presentan un desafío para su estudio. Aquellos "largos" —que duran más de dos segundos— están asociados a la muerte de estrellas masivas, mientras que los "cortos" —menores de dos segundos— son consecuencia "del colapso entre dos objetos compactos tales como agujeros negros o estrellas de neutrones".
"Así supimos que antes el universo estaba más preocupado por formar estrellas que ahora, nada más de ver estos puntos", dijo la astrónoma, al tiempo que abría una gráfica en su computadora.
"Con Coatli hemos tenido seguimiento a partir de 20 segundos después que sucedió el destello", explicó Becerra.
El tiempo no depende del equipo de investigación mexicano sino del tiempo que tarda en enviarse la señal del satélite al mail que le da la orden al telescopio para moverse en el espacio. "Son problemas que no podemos resolver", indicó la especialista.
Sin embargo, esto no ha impedido que sean hoy el telescopio más rápido en medir los destellos de rayos gamma, lo que les ha dado una nueva amplitud para comprender de manera más compleja estos eventos extragalácticos.
"Cuando logramos cachar [captar] emisiones desde antes, estamos viendo más al centro de la estrella, su ambiente, el gas, nos abre el conocimiento sobre la Galaxia", agregó.
Becerra explicó que con la apertura al público de los datos sobre las misiones que detectan ondas gravitaciones, se ha abierto el interés en el estudio de esta nueva forma de conocer el universo, que no depende de la medición de la luz.
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La preocupación actual del equipo que Becerra integra es que los fenómenos que miden ya han desbordado los modelos simples que tienen, por lo que esta científica virará su trabajo a "hacer simulaciones numéricas para complementar los modelos", dijo.
"Tú no puedes repetir el evento en el espacio, pero sí en una computadora. Puedes variar todas las condiciones y parámetros hasta repetirlo y saber qué pasó antes y que llevó a que ese evento sucediera", explicó.
Desde agosto del 2017 se observó por primera vez que estos eventos generan también ondas gravitacionales, que a diferencia de la luz "no se pueden detectar con una cámara". Para percibirlos, es necesario otro tipo de instrumentos para percibirlos.
Como si pensáramos en los distintos sentidos, explicó la científica, cada uno completa la información recibida de manera particular para armar el todo.
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"Ya tenemos sensores que detectan cómo se está alterando el espacio, que mide las ondas gravitacionales que se generan alrededor de estos eventos", explicó.
"Como nuestro telescopio responde más rápido que los otros, está más cerca del estudio de estas ondas gravitacionales. Podemos entender más y por eso ahora estamos teniendo tanto éxito", concluyó.
