Galileo

El enigma de la nebulosa

Grupo de astrofísicos, liderado por un mexicano, resuelve un misterio de hace 80 años

27/05/2023 - 7:00 pm

El astrofísico moreliano José Eduardo Méndez Delgado publicó junto a otros expertos en nebulosas en la prestigiosa revista Nature un estudio que da respuesta a un problema que se estudia desde la década de los 40 del siglo pasado; el resultado permitirá entender mejor la composición química del universo.

Ciudad de México, 27 de mayo (SinEmbargo).– En las Islas Canarias, territorio español ubicado en el Atlántico al noroeste de África, se ubica el Gran Telescopio Canarias, uno de los más potentes del mundo y con el óptico-infrarrojo más grande de todos. El instrumento, clave en las últimas dos décadas para realizar investigaciones del universo profundo, ha sido clave en los últimos meses para que un grupo internacional de astrofísicos, encabezado por un científico mexicano, le diera solución a un problema que data de hace 80 años.

Se trata de José Eduardo Méndez Delgado, moreliano de nacimiento y formado en la Facultad de Ciencias de la UNAM en la Ciudad de México, quien dirigió el trabajo publicado la semana pasada en la prestigiosa revista Nature, titulado en español: “La falta de homogeneidad de la temperatura causa la discrepancia de abundancia en las regiones H II”.

Los objetos de estudio, explica la UNAM, son las nebulosas de las regiones H II, nubes gaseosas de cientos o miles de masas solares que están formando estrellas muy masivas que ionizan –es decir, le dan carga eléctrica– a las nubes de gas que las rodean y que no participaron en la formación estelar.

Vista del Gran Telescopio, en el Observatorio Astrofísico de Canarias, a 18 de septiembre de 2022, en La Palma. Foto: Kike Rincón, Europa Press

“El gran problema que había”, explica Méndez Delgado en entrevista con SinEmbargo desde Heidelberg, Alemania, donde realiza una investigación postdoctoral en la Universidad local, “es uno que persistió durante 80 años”. “Las nebulosas, que son objetos maravillosos en el universo, daban a través de dos indicadores distintos abundancias inconsistentes en elementos pesados”, dice. Uno de ellos, por ejemplo, es 10 mil veces más brillante que el otro, pero también depende de la temperatura de la nebulosa.

“Entonces hubo muchos planteamientos en estos años, desde la década de los 40, pero el problema no es teorizar, es ver qué sucede en realidad y para eso se requieren observaciones muy profundas con grandes telescopios”, añade el mexicano. Para la investigación, además del Telescopio de Canarias, usaron uno de los ubicados en el Observatorio W. M. Keck y el del Observatorio Europeo del Sur (ESO).

Una de las teorías en las que se basó el estudio es la de otro mexicano, Manuel Peimbert Sierra, ahora investigador emérito del Instituto de Astronomía de la UNAM y coautor del estudio, quien en 1967 propuso que el brillo depende fuertemente de la temperatura y si ésta presenta variaciones, las abundancias químicas estarán “subestimadas”, como explicó el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). En cambio, cuando las líneas no presentan dicho problema, proporciona los valores correctos.

“La idea de Peimbert en el 67 fue brillante, ya que dice que estas nebulosas no tienen una temperatura constante”, aseguró Méndez Delgado. “Hacían falta elementos que modificamos, que es que las homogeneidades de temperaturas parecen estar concentradas en las zonas internas de la nebulosa y no en todo el gas, y eso hace que haya una serie de predicciones observacionales que nos indican que esta idea es correcta”, indicó. Con esa modificación, más las observaciones profundas en los telescopios, “parece que las piezas del rompecabezas ya encajan, por fin, y es importante porque la solución da lugar a bastantes cambios”, ya que se trata de una manera más precisa de conocer la abundancia de estas nebulosas.

La Nebulosa del Cangrejo. Foto: NASA

El estudio publicado indica que las abundancias relativas al carbono, nitrógeno, oxígeno y neón –algunos de ellos elementos pesados vitales para la vida– son de dos a cuatro veces mayores que las conocidas hasta ahora. “¿Quiénes son los principales sospechosos de causar las variaciones de temperatura en el gas? Estrellas masivas y su retroalimentación. Todavía hay mucho trabajo por hacer”, explica el astrofísico mexicano.

La diferencia de abundancias, explicó a la UNAM Peimbert, “tiene consecuencias importantes en la interpretación de la historia química de las galaxias”. El estudio realizó casi tres mil líneas de emisión de 190 espectros de una variedad de nebulosas. En el paper, además de los dos mexicanos, aparecen los españoles César Esteban López y Jorge García Rojas, del IAC, y Kathryn Kreckel, de la Universidad de Heidelberg. De acuerdo con Peimbert, cuatro de los cinco autores “tienen o han tenido alguna relación directa con la UNAM”, ya que los científicos ibéricos pasaron por el Instituto de Astrofísica de la UNAM en trabajos postdoctorales.

El autor principal coincide con Peimbert. “Hemos tenido la fortuna de que hemos recibido muy buenas apreciaciones de varios colegas, y todas han sido positivas. Han sido muchas las muestras de felicitación de Estados Unidos, Europa, México, porque nos permite entender un poquito mejor cómo es la composición química del universo”, indicó.

“Y eso es muy importante sobre todo en vista de las nuevas observaciones del telescopio James Webb, donde vemos galaxias en las primeras etapas del universo y somos capaces de determinar la composición químicas. Es un resultado que por el momento ha sido bien aceptado por los colegas y de la comunidad”, añadió.

“Ahora, hay un montón de cosas que tenemos que investigar. Sobre todo, con estos resultados, queremos ver cómo cambian los modelos de evolución química de ciertas galaxias y ciertos objetos en el universo, y también queremos explorar cómo es la abundancia del helio primordial que se puede obtener a partir de las nebulosas, cómo cambia a través de nuestros resultados. Además, queremos también hacer fórmulas y plantear nuevos métodos para determinar abundancias químicas siguiendo los resultados de nuestro trabajo de una manera más sencilla, es decir, con calibraciones que sean fáciles de acceso a la comunidad para que ellos puedan seguir estudiando el universo”, adelantó.

LAS APLICACIONES

El telescopio espacial James Webb, el principal observatorio de ciencia espacial de la próxima década. Foto: Chris Gunn, NASA

Desde el punto de vista práctico, explicó Méndez Delgado, el hecho de descubrir emisiones bastante débiles de regiones nebulares “va a incentivar a que la instrumentalización se desarrolle, porque ahora necesitamos detectar radiación cada vez más débil y cada vez queremos entender más sobre las nebulosas”.

“Esto desencadena que haya mejoras instrumentales que en muchos casos tiene importancia práctica en la vida común y corriente. Un ejemplo: el hecho de que ahora tengamos cámaras en nuestros celulares ocurrió porque en astronomía se requería un instrumento que detectara la luz de una manera muy eficiente, ya después se vio una aplicación práctica fuera de la academia y ahora nos encanta poder tomar fotos”, explicó. “El conocimiento básico pareciera que no tiene un impacto en nuestras vidas, pero sí que lo tiene, el tiempo nos dirá a que nos llevará esto”, completó.

Para Méndez Delgado, sin embargo, el principal resultado de todo este trabajo es otro. “Es que nos permite entender un poco mejor las grandes preguntas: ¿de dónde venimos, ¿dónde estamos? y ¿hacia donde vamos? Eso nos hace humanos, y nos hace humanos el hecho de no ocupar todo nuestro tiempo en producir, sino también en ponerse a pensar y sobre todo entender nuestro lugar en el universo. A fin de cuentas somos parte, no somos ajenos, nosotros mismos estamos compuestos de los elementos que ahora creemos que son más abundantes, como el carbono y el oxígeno”.

UNA LABOR COMPLEJA PERO COMPARTIDA

Para el estudio se utilizaron tres potentes telescopios, todos ellos ubicados en Europa. Foto: Kike Rincón, Europa Press

Méndez Delgado explica a este medio que en este campo las investigaciones siempre tienden a “internacionalizarse”. “Hay veces en que te interesa estudiar un fenómeno que sólo se observa en el Hemisferio Sur, entonces por muchos telescopios que tengas en México no se puede, tienes que contactar con gente de allá para colaborar e investigar en equipo”, ejemplifica.

El experto también relata que, para realizar la publicación en Nature, el equipo de astrofísicos necesito de meses para llevar a cabo y analizar sus observaciones, pero se trata de investigaciones que les ha llevado a varios astrónomos antes que ellos “toda la carrera”. “Es decir, los cinco colaboradores que estamos en este proyecto metemos el gol, pero la jugada que hubo detrás es un trabajo de muchos investigadores de todo el mundo, entonces es un trabajo en equipo”.

Esa es en su opinión “la fortuna de la astronomía”: cuando logras entender algo “es una satisfacción muy grande para los autores, pero es también una aportación, todos ganan”. Además, en el caso de la investigación que encabezó, Méndez Delgado reconoce un factor primordial: la tecnología. “Hasta aproximadamente entrado este siglo los telescopios difícilmente hubieran alcanzado las capacidades que requeríamos. Sí se necesitan avances instrumentales, que han llegado y que siguen revolucionando el campo de la astronomía, ahora tenemos telescopios de seis metros en el espacio, seguiremos descubriendo cosas”, indicó.

EL BOOM DE LA ASTRONOMÍA

El interés por la astronomía no es pasajero; cada vez más niños y adultos se ven atraídos por el universo. Foto: Crisanta Espinosa Aguilar, Cuartoscuro

Méndez Delgado coincide en que hay un boom de la astronomía, impulsado sobre todo por el lanzamiento de los telesscopios Hubble y James Webb, con sus históricas e inéditas imágenes de sitios recónditos en el universo. ” Yo creo que cada vez la sociedad está más interesada en la astronomía, lo ves desde los niños, que ahora ven las imágenes del universo, y se imaginan cosas y se preguntan cosas, es interesantísimo lo que se preguntan. Pero no es sólo cosa de chicos: hay gente adulta, grande, que también se hace preguntas, que investiga. Es importante para cualquier sociedad”, dice.

“Cuando te preguntas sobre el universo, tienes que entender las cosas más básicas de física, eso va a creando una forma de pensamiento racional que, llevado a decisiones de la vida cotidiana, nos puede dar muchos beneficios. Si razonamos de una manera adecuada las decisiones de la vida nos llevará a buen camino”, explica.

El investigador mexicano ve “cada vez se hace un lugar más grande en la opinión publica” de los temas que investiga día a día desde hace varios años. “Me parece genial, con los avances del James Webb o del Hubble, la sociedad se va adentrando más en el universo y creo que está muy bien, porque es de todos y todo el mundo debería tener al menos unos minutos para ver el cielo y preguntarse qué hay allá afuera”, concluye.

Manuel Gonzalez
Ciudad de México | 1993. Estudió periodismo. Actualmente trabaja como Editor en la redacción de SinEmbargo MX. Antes, fue corresponsal para Infobae México, la Agencia Alemana de Prensa (dpa) y El País América. Tiene un blog (Apuntes en la ciudad), un newsletter (Apuntes subrayados) y un podcast (Al otro lado del sueño) personales.
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