IFA reanuda actividades presenciales al público con talleres de Física y Astronomía para niños y niñas

-El proyecto es financiado por el fondo Eso – Comité Mixto 

Los talleres en jardines de la Facultad de Ciencias

Esta semana comenzaron los Talleres de  Física y Astronomía para niños y niñas  de la Región de Valparaíso, los que tienen como objetivo fomentar la ciencia y despertar la curiosidad en ellos, a través de talleres lúdicos y experimentales apoyados con entrega de material para crear proyectos científicos según el aprendizaje del día.

El proyecto liderado por la académica y doctora en Astrofísica del Instituto de Física y Astronomía de la Universidad de Valparaíso, Catalina Arcos, se realizará durante toda la semana por ella y por los académicos: Dr. Alfredo Vega y Dra. Maja Vuckovic, con la participación de los monitores: María Laura Oyarce (licenciada), Noah González, Yanina López y Christian Zencovich (estudiantes de la licenciatura en Física IFA-UV) en dependencias universitarias y cada taller está enfocado en un tema particular. Según la Dra. Arcos, “La idea de estos talleres es que los niños se lleven un concepto que puedan compartir con su familia y amigos”. Durante cada taller se invita a los niños a crear proyectos los cuales sirven de incentivo, “cada vez que vean sus proyectos se den cuenta de que con pequeñas cosas son capaces de comprender la ciencia”.

En el primer taller participó como monitora, la licenciada e investigadora de la Universidad de Valparaíso, María Laura Oyarce, quien enseñó a los niños sobre la energía: ¿Qué es?, ¿Cómo se produce?, ¿En qué la podemos utilizar? El taller contempla la construcción de un auto a motor, el cual puede funcionar con pila o con luz solar. Según la investigadora, “Cuando les tocó armar el auto se entusiasmaron mucho”. Para María Laura Oyarce, el taller puede tener un impacto muy grande en los niños, “ya que con cosas simples ellos pueden lograr entender algo más complejo, y por lo tanto darse cuenta que no necesitan ser un Einstein o un Newton para comprender el universo”.

Esta iniciativa es uno de los cuatro proyectos ganados en el concurso del Fondo para el Desarrollo de la Astronomía ESO-Comité mixto 2020 por el IFA de la UV. Otros proyectos adjudicados son el “Museo Virtual del Tiempo en Valparaíso” liderado por el astrónomo Dr. Eduardo Ibar, “Astro-Teatro: Un Viaje al Universo del Principito”, a cargo de la astrónoma Dra. Patricia Arévalo y la estudiante de doctorado, Elena López; “Astronomía extragaláctica en Valparaíso: entrando en la era del Big Data”, investigación postdoctoral dirigida por la astrónoma Dra. Yara Jaffé.

¿Cómo se formaron las grandes galaxias del Universo?

-“La Vía Láctea y sus compañeras más cercanas” es la próxima Charla Pública del IFA

-La actividad online contará con lengua de señas y será transmitida a través del canal de YouTube Difusión IFA.

La expositora de la Charla Pública para el mes de octubre será la astrónoma Dra. Kathy Vivas, quien nos hablará de nuestra galaxia, la Vía Láctea y de sus compañeras más cercanas, las que pueden contener la clave para entender cómo se formaron las galaxias grandes del Universo. 

La Dra. Kathy Vivas es licenciada en Física de la Universidad de Los Andes y doctora en Astrofísica de la Universidad Yale.  En la actualidad se desempeña en el observatorio Inter Americano de Cerro Tololo, ubicado en La Serena, en donde junto a un grupo de expertos han logrado importantes investigaciones como son las primeras observaciones históricas de una kilonova.

La astrónoma Dra. Kathy Vivas

Durante la charla “La Vía Láctea y sus compañeras más cercanas”, la reconocida astrónoma hablará sobre cómo: “la Vía Láctea tiene un enjambre de pequeñas galaxias satélites girando a su alrededor. Muchas de esas galaxias fueron apenas descubiertas en los últimos 5 años pues son galaxias muy pequeñas y de muy poco brillo”. 

Sin embargo, afirma que “éstas al estar en contacto cercano con la Vía Láctea, son destruidas por la fuerza de la marea de nuestra galaxia en una especie de canibalismo galáctico que deja huellas en el cielo en forma de corrientes estelares”. Para la doctora, la importancia que tienen las pequeñas galaxias satélites recae en que pueden contener la clave para entender cómo se formaron las grandes galaxias del Universo.La charla online se realizará este 4 de octubre a las 19:00 a través del canal de YouTube Difusión IFA y estará abierta para todo público interesado, además contará con intérprete de lengua de señas gracias al apoyo de Breaking the Barriers de SOCHIAS, que busca apoyar los esfuerzos inclusivos en las actividades de divulgación astronómica.

Nuevo Investigador Postdoctoral se integra al IFA

-El Instituto de Física y Astronomía de la Universidad de Valparaíso le da la bienvenida al investigador postdoctoral, Diego Pallero, oriundo de La Serena y apasionado por la astronomía y la música.

Dr. Diego Pallero, el nuevo investigador postdoctoral que se integra al IFA-UV

Diego Ignacio Pallero Astargo desde su infancia tenía claro que su futuro estaba relacionado con la música o la astronomía. Tocaba el piano desde que tiene memoria y su gran sueño era ser pianista profesional, formándose incluso en la Educación media en la Escuela experimental Jorge Peña Hen en La Serena. Sin embargo, afirma con gracia, que “los astros se alinearon” y terminó por estudiar astronomía y sacando su licenciatura en la Universidad de La Serena y cursando después el doctorado en la misma casa de estudios.

En cuanto a sus investigaciones, el astrónomo comenta que su pasión se encuentra en el área de evolución de galaxias y, por lo tanto, su tesis de doctorado se enfocó en esa área, específicamente en las transformaciones que sufren las galaxias en ambientes densos como son los cúmulos de galaxias. Comenta que para esta investigación se utilizaron simulaciones hidrodinámicas de última generación. En cuanto a su doctorado, se basó en caracterizar los procesos mediante los cuales las galaxias dejan de formar estrellas; y el impacto que tiene en las galaxias el habitar dentro de estos cúmulos.

El objetivo para su postdoctorado es llevar las simulaciones hidrodinámicas con las que ya trabajó antes, al equipo de investigación de la profesora, la Dra. Yara Jaffé. Ya que afirma, que “su idea es proveer herramientas para contrastar aquello que se aprende de las observaciones con las simulaciones”.

Sobre su proyecto, cuenta que estará enfocado en entender el origen de la formación de “Lenticulares”, un tipo de galaxias que se cree que son una pieza importante en la evolución de galaxias espirales que cesan su formación estelar. El Dr. Pallero afirma que para este proyecto: “Utilizaremos simulaciones hidrodinámicas para entender su origen, y ver como sus propiedades nos pueden ayudar a entender mejor las observaciones provenientes de telescopios de última generación”.

Respecto a la música, el astrónomo a pesar de sus proyectos científicos, intenta darle espacio a su pasatiempo favorito, como es tocar junto a su grupo musical  “El Rincón” conformado junto a sus amigos, en el que tocan desde “boleros hasta cumbias, pasando por cualquier cosa que tengamos de cantar ese día y nos lo permitan los instrumentos”. Otros de sus hobbies predilectos es viajar y hacer parrilladas junto a su familia y amigos.

Grupo musical “El Rincón”, del que Diego es parte.

Abren convocatoria para escuelas municipales para inscribirse a la experiencia teatral astronómica “Un viaje al Universo del Principito”

– La obra de teatro online que busca inspirar a los y las estudiantes de enseñanza básica en astronomía y arte dramático, invita a las escuelas rurales/municipales a inscribirse en la convocatoria que está abierta en formato virtual.

La obra de teatro “Un viaje al Universo del Principito” está basada en el libro “El Universo del Principito”, escrito por el astrónomo y divulgador Francesco Palla. El proyecto está liderado por la estudiante de doctorado en Astrofísica del Instituto de Física y Astronomía de la Universidad de Valparaíso, Elena López y es representada por la compañía teatral interdisciplinar “Siderales Teatro”. 

La representación interactiva está pensada para estudiantes de enseñanza básica de escuelas municipales y busca explicar de manera sencilla aspectos profundos sobre astronomía, con el objetivo de inspirar a los estudiantes en las ramas de  astronomía y arte dramático.

La actividad tiene una duración de una hora y media, y cuenta con la representación virtual de la obra teatral y un conversatorio con la compañía, en el cual los estudiantes pueden preguntar sobre los conceptos tratados en la obra a la astrónoma a cargo, Elena López; o sobre el teatro a los actores, director y diseñador escénico.

Este proyecto de divulgación astronómica está financiado con el fondo ALMA-ANID, que además incluye la creación de nuevo material audiovisual en forma de cápsulas cortas, grabadas por el profesor de la escuela de Cine de la UV, Juan Francisco López Balló. En cada una de las cápsulas se hablará sobre un tema específico dentro del universo teatral que se creó con la obra. 

Según Elena López, “Queremos hacer un canal de Youtube en el que los mismos personajes sigan profundizando en los conceptos astronómicos de los que trata la obra”. El lanzamiento de estas cápsulas será aproximadamente en noviembre. Las escuelas interesadas en la actividad deben inscribirse con anticipación AQUÍ o al correo siderales.teatro@gmail.com

Se inicia Taller con vecinos del Cerro Cordillera para rescatar la historia sobre el primer observatorio

Un taller participativo abierto a la comunidad del Cerro Cordillera realizarán las investigadoras Julia Koppetsch y Carolina Oliva este viernes 24 de septiembre a las 15 horas en dependencias del antiguo Castillo San José o ex Museo Lord Cochrane ubicado en Merlet 195.

Esta actividad forma parte del proyecto “Migrantes Estelares” financiado por el Fondart Regional 2020 y busca ahondar en la relación entre la astronomía, migración y la navegación a partir de la historia del primer observatorio que instaló el relojero Juan Mouat en ese lugar.

Llevamos 2 años investigando la fantástica historia del primer observatorio y la obra de Juan Mouat. Para difundir este legado creamos el MUSEO VIRTUAL DEL TIEMPO y es muy importante rescatar los recuerdos de las vecinas y vecinos, por lo que este es el primer taller de un total de un ciclo de 3 que realizaremos y al cual está convocada toda la comunidad para rescatar la historia”, invita la directora del proyecto Julia Koppetsch.

Quienes deseen inscribirse pueden hacerlo en el siguiente link: https://forms.gle/SBLy3ggvFbcJpEsg7

o escribir al correo museovirtualdeltiempo@gmail.com

Nueva titulada del Doctorado en Astrofísica en el IFA-UV

-Se trata de Stephania Hernández, quien defendió su tesis titulada “Constraints on evolutionary pathways towards Supernovae IA” tutelada por el académico Dr. Claus Tappert y co-tutelada por el Dr. en Física Matthias Schreiber obteniendo el grado de Doctora en Astrofísica de la Universidad de Valparaíso.

Stephania Hernández, la nueva doctora en Astrofísica del Instituto de Física y Astronomía-UV

Su trabajo doctoral consistió en presentar el panorama general de las estrellas binarias y su impacto en diferentes áreas de la astronomía, incluyendo los mecanismos físicos que gobiernan su evolución, es decir, desde su configuración inicial como binarias formadas con estrellas de secuencia principal a todos los posibles resultados. Éstos cubren sistemas tan interesantes como variables cataclísmicas y explosiones tan importantes como las supernovas.

Este trabajo, el cual forma parte de una gran muestra de binarias que constan de una enana blanca más una estrella compañera de masa intermedia de tipo espectral AFGK, ofrece el potencial para proporcionar nuevas restricciones en modelos teóricos de binarios cercanos de formación y evolución.

La nueva doctorada Stephanía Hernández afirma que: “modelando el pasado y el futuro evolutivo de los sistemas, encontramos una amplia gama de posibles escenarios para los cinco sistemas. Se identificó que los cinco sistemas estudiados evolucionaron de la misma forma que binarias de enanas blancas con compañeras de menor masa lo hacen, es decir, al experimentar la fase de envolvente común, ambas usan la misma energía para deshacerse de este material”.  Con respecto al futuro de los sistemas se encontró que dos sistemas se topan con una transferencia de masa dinámicamente inestable que hará que las dos estrellas de la binaria se fusionen en una sola estrella. Otras dos binarias son progenitoras de variables cataclísmicas cuyas estrellas donantes son evolucionadas. El último sistema binario puede ser en el futuro una fuente de rayos X suaves permitiendo que la enana blanca aumente su masa para así después convertirse en una estrella variable cataclísmica.

Desde su infancia siempre estuvo interesada por la astronomía. Su camino comenzó desde que vio por primera vez un eclipse, sin embargo, su primer acercamiento real fue durante sus estudios universitarios cuando tomó un curso optativo de astrobiología con un profesor de astronomía, quien durante las clases los llevó al Jet Propulsion Laboratory de la NASA y al observatorio. Al terminar el curso, tenía la sospecha de que su futuro académico estaba en la astronomía, por lo que le pidió al profesor que le permitiera trabajar con él en alguna investigación astronómica, realizando así su primera participación en un artículo científico. Tiempo más tarde decidió entrar a la maestría de astrofísica.

El nuevo objetivo de la Doctora Hernández es obtener un puesto de postdoctorado con un proyecto fondecyt al que postuló con la profesora Dra. Maja Vuckovic del IFA-UV. Su plan es continuar con el proyecto que inició en el doctorado, pero ahora con binarias de períodos largos, de esta manera estudiar las dos poblaciones que logró distinguir en su trabajo previo. “Quiero seguir trabajando con las estrellas binarias, específicamente las progenitoras de supernova, pero no dejo de lado cualquier participación en la que pueda aportar en el estudio de las variables cataclísmicas que fue el tema que desarrollé en la maestría”, señala.

Estrella binaria

Trazando las órbitas de estrellas jóvenes con interferometría

Normalmente se piensa en las estrellas como objetos aislados, pero la mayoría de ellas se forman en sistemas múltiples. Esto facilita su investigación, ya que siguiendo sus movimientos relativos los astrónomos pueden averiguar características muy importantes de cada una de ellas, como sus masas. Lamentablemente, estudiar estos movimientos es muy complicado, ya que si los objetos están demasiado lejos unos de otros, serán demasiado lentos para seguirlos. Pero si pasa lo contrario, puede ser imposible distinguir la luz que proviene de cada objeto individual, obteniendo una imagen borrosa del sistema.

Afortunadamente los avances tecnológicos que se incorporan a la instrumentación astronómica disminuyen estas limitaciones. En una reciente investigación liderada por Sebastián Zúñiga-Fernández, estudiante de doctorado del Núcleo Milenio de Formación Planetaria, se logró separar por primera vez la luz de cada componente de HD98800, un sistema cuádruple formado por dos estrellas similares muy cercanas entre sí, orbitando otro par de estrellas semejantes.

Para lograrlo, los investigadores utilizaron el instrumento PIONIER que combina la luz de los telescopios del VLTI (Very Large Telescope Interferometer) del Observatorio Europeo Austral (ESO), en Chile. En este caso, los telescopios utilizados son los denominados “Auxiliary Telescope” (AT), que fueron mejorados recientemente al incorporarles un sistema de óptica adaptativa que permite contrarrestar el efecto de la atmósfera en las observaciones.  Gracias a esto, se pudieron distinguir las componentes individuales de cada par de estrellas (uno de ellos por primera vez) y seguir el movimiento de las cuatro en diferentes franjas de tiempo.

En esta investigación, publicada en la revista científica Astronomy & Astrophysics, también participó Johan Olofsson, investigador asociado del NPF, Amelia Bayo, directora del centro, y María Paula Ronco, investigadora postdoctoral. 

Esta investigación es un gran paso para poder caracterizar completamente este sistema cuádruple. En este tipo de sistemas, los cuatro objetos pueden estar relacionados mediante distintas configuraciones. Por ejemplo, en este caso, explican los científicos, hay un par de objetos muy cercanos entre sí -denominado subsistema A y compuesto por los objetos Aa y Ab-, y, a una distancia mayor, otro par de objetos cercanos entre sí -subsistema B, con los objetos individuales Ba y Ba-. Entonces, se tiene una configuración jerárquica A(AaAb) + B (BaBb), aunque también podrían darse otras combinaciones (si quieres saber más de por qué un subsistema tiene disco y el otro no, te sugerimos leer esta nota de prensa).

Se piensa que la formación de sistemas múltiples se debe a una combinación de mecanismos fundamentales de formación estelar e interacción entre sus componentes, a lo largo de sus primeros millones de años de vida. Los nuevos resultados obtenidos por los investigadores permiten tener mayor información sobre cómo se formó HD98800 y sobre futuros eventos interesantes. “Conocer los movimientos relativos del sistema con gran precisión, nos permite predecir fenómenos en escalas de tiempo intermedias como cuando el subsistema BaBb -en el que ambas estrellas están rodeadas por un disco protoplanetario un tanto peculiar- transitará frente al subsistema AaAb y nos permitirá estudiar este disco con una perfecta luz de estudio natural”, explica Zúñiga-Fernández, quien cursa su doctorado en la Universidad de Valparaíso y también es estudiante de la ESO.

Determinar los parámetros que describen la órbita de un sistema binario, como los que componen este sistema cuádruple, además de darnos pistas sobre cómo se forman estos sistemas, permite calcular de manera empírica las masas de sus componentes (masas dinámicas) y la distancia al sistema. La masa es un parámetro estelar fundamental de gran importancia para probar o mejorar modelos de evolución estelar. En este trabajo, se actualizaron estos valores para el sistema BaBb y se obtuvieron, por primera vez, las masas de los componentes del sistema AaAb.

Para resolver la posición relativa de los componentes de ambos subsistemas fue primordial la alta resolución del VLTI, el que combina cuatro telescopios para alcanzar una resolución equivalente a un telescopio de aproximadamente 100 metros de diámetro.

“La observación con el VLTI abre la posibilidad de dar un gran paso hacia la estimación de todos los parámetros que describen la órbita de los subsistemas que lo componen, es decir, las dos binaries “internas” (AaAa y BaBb), y la órbita exterior (AB). El mecanismo de formación del sistema jerárquico 2+2 (es decir, pares de estrellas binarias) sigue siendo una cuestión abierta, y los parámetros orbitales de este sistema jerárquico pueden informarnos sobre su historia de formación”, indica Zúñiga-Fernández.

El científico agrega que una de las estrellas binarias del sistema HD98800 alberga un disco protoplanetario en configuración polar, es decir, perpendicular al plano orbital de la binaria anfitriona, por lo que una mejor caracterización orbital de este sistema permite predecir y preparar el próximo tránsito detrás del disco, como se sugirió en un estudio anterior del sistema por Grant Kennedy. 

“Hemos realizado simulaciones para predecir cuándo tendrá lugar este evento, y debería empezar en 2026 o 2027. Pero todavía hay algunas incertidumbres sobre la fecha exacta, así que con nuestros colaboradores pronto empezaremos a observar el sistema con mucha frecuencia”, indica Johan Olofsson, segundo autor de la publicación.

Trabajo a futuro

Aún hay trabajo por hacer respecto a este sistema cuádruple. 

Para reducir posibles sesgos en la estimación de los parámetros orbitales, los científicos necesitan recolectar nuevas mediciones de velocidad radial de ambos sistemas. “Para esto postularemos a observaciones de espectroscopia de alta resolución. Una parte de nuestra campaña de observación con PIONIER quedó pendiente por la pandemia y podría ser observada en marzo del próximo año, y esta nueva observación del subsistema BaBb en conjunto con las observaciones de espectroscopia podría ser el siguiente paso para poder finalmente caracterizar completamente ambos sistemas binarios. Estimamos el tránsito del disco frente a AaAb cercano al 2026, por lo que ya estamos comenzando a planificar las observaciones que nos permitan aprender lo más posible de este evento”, concluye Zúñiga-Fernández.

Publicación científica

Créditos: Carol Rojas, Núcleo de Formación Planetaria (NPF)

Estudiante de doctorado de Astrofísica del IFA lidera iniciativa de rescate de orquídeas en peligro de extinción en quebradas de Playa Ancha

-Esta flor florece solo una vez al año tan solo por 6 horas y está catalogada como especie vulnerable.

Calydorea xiphioides o Tahay

Irma Fuentes, estudiante de doctorado de Astrofísica del Instituto de Física y Astronomía (IFA-UV) y playanchina lidera desde hace algún tiempo una cruzada medioambiental de rescate de un tipo de flor endémica que crece en zonas colindantes a los acantilados Santa María ubicados en el Cerro Playa Ancha.

Con el objetivo en mente, Irma, junto a un grupo de colaboradoras fundó hace dos años la agrupación comunitaria “Ruta Sustentable” , en la cual ella es presidenta y que buscan, entre otras acciones ciudadanas, proteger esta flora nativa que se ha visto vulnerada por el creciente aumento de asentamientos irregulares en las quebradas del sector.

Voluntarios en la recolección de Tahay

“Esta flor es una geófita, es decir, tiene un bulbo del cual obtiene los nutrientes. Se encuentra en estado inactivo durante todo el año y está adaptada a zonas de muy baja precipitación. Además por ser tan pequeña, ya que crece a ras de suelo, es fácilmente confundible con el pasto, lo que hace que sea aún más vulnerable”, explica Irma Fuentes.

Maquinaria municipal limpiando el sector

En el grupo también participan Nara Chamorro estudiante de Ingeniería Ambiental de Universidad de Valparaíso; Mariana Durán, Fotógrafa y Paula Crisóstomo, Guía Turística.

Al consultarle por la conexión que hace Irma con su estudios de Astronomía, comenta: “Estudiar astronomía me ha permitido ver en perspectiva la condición de habitabilidad de nuestro planeta. Una rama importante de la astronomía se basa en la búsqueda de planetas que contengan las condiciones para la vida. Sin embargo, hasta el momento, no se ha encontrado otro planeta similar al nuestro, implicando que el pensar en habitar otros lugares como solución a la actual degradación de nuestro planeta, es muy poco realista. En consecuencia, esta realidad me ha sensibilizado hacia el cuidado de nuestro planeta, debido a que no hay otro planeta que pueda soportar la vida en un corto plazo. Es por ello, que gracias a la fundación de Ruta Sustentable, podemos contribuir a masificar el mensaje de cuidar y proteger el planeta Tierra y su biodiversidad.

Hace un tiempo obtuvieron el financiamiento del Fondo de Protección Ambiental (FPA) del ministerio del Medio Ambiente para desarrollar un proyecto piloto de reproducción y propagación de flora nativa, Calydorea xiphioides o comúnmente conocida como Tahay o Violeta,  gracias a la construcción de un invernadero  en el huerto de la agrupación Ambiental “Las Ecológicas de Porvenir Alto” en el sector  de Porvenir Alto del Cerro Playa Ancha en Valparaíso. El proyecto se ejecutará entre septiembre 2021 y febrero 2022.

Este proyecto es apoyado por las carreras de Ingeniería Ambiental de la Universidad de Valparaíso y de la Universidad de Playa Ancha como también por la Municipalidad de Valparaíso.

Para más información los invitamos a seguir la iniciativa en su página de Instagram: ruta_sustentable_valpo

Investigador del Núcleo TITANS expondrá sobre las misteriosas ondas gravitacionales

*Ondas anunciadas en 1916 por el gran Albert Einstein

*Tomó un siglo lograr detectarlas, se utilizó el 1er observatorio dedicado a esta función: LIGO

*Actualmente se trabaja en un “LIGO” ubicado en el espacio, llamado LISA

Nuevo capítulo del Ciclo Astronomía en tu Casa abordará las ondas gravitacionales como una ventana para estudiar el Universo oscuro en la charla dictada por el investigador del Núcleo Milenio TITANS, Dr. Andrés Escala este viernes 10 de septiembre a las 17:00 horas por el Canal Youtube TITANS y Facebook Ifauvalpo.

Hace más de un siglo, en 1916, Albert Einstein señaló que, según su Teoría General de la Relatividad, los cuerpos más energéticos del cosmos liberan parte de su masa en forma de energía a través de estas ondas, que son vibraciones en el espacio-tiempo. El científico alemán pensó que no sería posible detectarlas debido a que se originan demasiado lejos y serían imperceptibles al llegar a la Tierra, pero en febrero de 2016 fue anunciada su detección, marcando una nueva era para la Astronomía, haciendo posible el llegar a parte importante del Universo oscuro sin intermediarios .

Esta confirmación de la teoría de Einstein se produjo gracias a LIGO, que es un observatorio de detección de ondas gravitacionales ubicado en Estados Unidos el 11 de febrero de 2016, tras confirmarse la validez de las señales captadas el día 14 de septiembre de 2015.

El Dr. Andrés Escala, quien es experto en esta materia, obtuvo su Ph.D. en Yale y actualmente es profesor asociado en la U. de Chile, universidad que forma parte de este Núcleo Milenio junto a un equipo de científicos altamente calificados en agujeros negros, académicos de la Universidad de Valparaíso, Universidad de Concepción y Universidad Católica de Chile.

¿Qué impresiones tenías de las ondas gravitacionales previamente a la instalación del LIGO? 

“Previo a la primera detección de LIGO, las ondas gravitacionales era algo que se buscaba intensamente por décadas, de hecho, durante varios años me tocó asistir a  charlas del tema  que se dedicaban a solo anunciar “cotas” y no detecciones, lo cual era bastante frustrante”.

¿Qué ha sucedido de ahí en adelante?

“Ha sido increíble! ahora se han detectado choques de agujeros negros, estrellas de neutrones y mas, dando información sumamente relevante sobre estos objetos (los más extremos  del universo) y comenzando así una nueva era: la de la astronomía de ondas gravitacionales”.

¿Qué informarás al público en la charla de este descubrimiento?

“Intentaré dar una visión global del tema de ondas gravitacionales, desde la perspectiva histórica, detalles de la 1era detección, resumen de  los resultados actuales y su perspectiva para el futuro cercano”.

¿Qué nuevos instrumentos se han instalado a partir de ese hito?¿se realiza un trabajo similar al de los agujeros negros en que desde distintos puntos colaborativamente se apunta a un objetivo?

“Hay varios proyectos importantes en camino. Personalmente considero que  el de más relevancia es un “LIGO en el espacio” llamado LISA, que se espera que esté operativo en una década. Hablaré de esto en mi charla y su relevancia para el estudio de agujeros negros supermasivos”.

Con más de 21 mil espectadores de Chile y el extranjero durante el 2020, este ciclo online de charlas sobre Astronomía fue creado en marzo de ese año para entregar al público un espacio de difusión adaptándose rápidamente al contexto de la pandemia producto del Covid y ha reunido los mejores expositores nacionales sobre los más variados temas astronómicos.

¿Indicios para la formación de planetas?

Los discos protoplanetarios son los lugares donde se forman los planetas. En muchos de ellos se han observado estructuras anulares, como anillos brillantes, o cavidades centrales en la distribución de polvo, estructuras que son comúnmente interpretadas como pistas indirectas de la presencia de planetas.

Un equipo internacional de astrofísicos dirigido por Karina Maucó, investigadora postdoctoral del Núcleo Milenio de Formación Planetaria (NPF), observó con el radiotelescopio ALMA una estrella joven rodeada por un disco de polvo con una enorme cavidad central, sistema llamado Sz91. El disco está formado por un anillo delgado de polvo ubicado en la nube molecular de Lupus y la principal conclusión del estudio es que en ese delgado anillo se puede estar dando la formación de planetesimales, un paso clave en la formación de planetas.

En esta investigación también participó Matthias R. Schreiber, subdirector del NPF, Johan Olofsson, investigador asociado, Amelia Bayo, directora del centro, y Claudio Caceres, investigador adjunto. El artículo se publicó en la prestigiosa revista científica Astrophysical Journal.

Los científicos sabían que Sz91 tenía claras señales de acumulación de polvo submilimétrico en el anillo, con presencia de granos más pequeños (del orden de micrones) en las zonas más internas. Por lo anterior, representa una excelente oportunidad para testear modelos de crecimiento de grano en estrellas jóvenes. “Este tipo de rasgos son normalmente atribuidos a la interacción de planetas en formación modulando el disco. Es por ésto que decidimos observar esta fuente con datos de ALMA a 2.1 mm a una resolución sin precedentes, para esta fuente. La idea es caracterizar a detalle los granos de polvo en el anillo para intentar entender cómo se forman los planetas”, explica Maucó.

Observando el disco en distintas bandas de ALMA, los científicos pueden estudiar como es la distribución de brillo, es decir, si el objeto es más brillante en las frecuencias más altas o más bajas. Este “cociente de brillo” se denomina índice espectral, y está directamente relacionado con el tamaño dominante de los granos de polvo responsables de la emisión detectada. Los investigadores compararon este índice espectral de Sz91 con el resto de la población de discos en Lupus, al igual que con otros discos en diferentes regiones de formación estelar, para entender su estado evolutivo.

“Obtuvimos que el índice espectral en el anillo es casi constante a lo largo de él e implica tamaños máximo de granos de alrededor de 0.61 mm, por lo que demostramos que efectivamente sí hay crecimiento de grano en el anillo de polvo. Al comparar este índice espectral con la población de discos en Lupus se observó que Sz91 resalta como la estrella con el mayor índice espectral”, indica Maucó. La astrofísica explica que  en discos como Sz91 vemos partes más externas del disco “original”, más separadas de la estrella, donde la densidad de gas y polvo es más baja y así podemos ver la emisión completa del disco. En discos más compactos, la emisión que se produce en las partes internas del disco no es capaz de “atravesar” todo el restante material del disco y llegar a Tierra para ser detectada (fenómeno que se conoce como ser “ópticamente grueso”), por lo que la emisión que vemos es aquella producida por el material en la superficie del disco, que no tiene por qué ser representativo de la emisión del disco en su totalidad.

Por otro lado, la emisión proveniente del anillo de polvo de Sz91 no es ópticamente gruesa, a las longitudes de onda de ALMA, por lo que estos datos pueden ser utilizados para caracterizar correctamente el polvo en el sistema.

“Comparando estos resultados observacionales con modelos teóricos de crecimiento de grano en anillos de polvo, los que incluyen los procesos de fragmentación y formación de planetesimales (objetos de tamaño del orden del km que son las “semillas” principales para la formación de planetas), encontramos que nuestros resultados están en muy buen acuerdo con las predicciones de estos modelos, de lo que se concluye que la formación de planetesimales muy probablemente está ocurriendo en el anillo de polvo alrededor de Sz91”, recalca Karina Maucó.

Trabajo a futuro

Los científicos obtendrán nuevos datos de ALMA a mayor resolución y a longitudes de onda mayores, junto con datos tomados con el VLA, para tener información sobre los granos de mayor tamaño y corroborar la existencia de granos centimétricos.

“La idea es resolver el anillo en la dirección radial -estudiando las secciones del disco en sí- para poder investigar con detalle las propiedades del polvo a diferentes distancias radiales al igual que inhomogeneidades en el disco. Con estos datos se puede estudiar el índice espectral (y por ende el tamaño de los granos) en un rango más amplio de longitudes de onda y a lo largo de la dirección radial del anillo. Ésto permitirá estudiar acumulaciones azimutales o “clumps” -inhomogeneidades a lo largo del anillo, no en su sección sino en su longitud – observados en el anillo (éstos pueden ser regiones donde se puedan formar planetas en el futuro)”, finaliza Maucó.

Publicación científica

Créditos: Carol Rojas, Núcleo de Formación Planetaria (NPF)