El doctor Mirabel es una eminencia en la astronomía mundial.
Estuvo a cargo del descubrimiento de las galaxias infrarrojas ultraluminosas,
las galaxias enanas de marea y los microcuásares. En nuestro país, ideó el
proyecto LLAMA, que consiste en poner una antena en el lado argentino del
desierto de Atacama que mejorará diez veces la resolución de los cuerpos
celestes alcanzada por la radioastronomía hasta la actualidad. Además de
astrónomo, es filósofo y su mirada del bosque parece ser a la escala del
Cosmos.
En esta entrevista concedida a la Agencia CTyS, el ex
director del Observatorio Austral Europeo e investigador del Instituto de
astronomía y Física del Espacio (IAFE-UBA-CONICET) explica cómo se le ocurrió
la hipótesis que aborda una de las cuestiones centrales en la cosmología
actual, sobre cómo se disiparon las nieblas que imperaban en el Universo
temprano, y cuenta el impacto que ya ha alcanzado su propuesta.
En 2012, publicó su idea sobre cómo influyeron los agujeros
negros para que concluyera la "fase oscura” del Universo; dicha propuesta motivó inmediatamente un artículo
editorial de la revista Nature y ya ha alcanzado un alto impacto...
Efectivamente, en 2012, presenté dicha hipótesis ante la
Union Astronómica Internacional. Actualmente, ya hay más de 60 publicaciones
que parten de la idea que propuse. En particular, hace pocas semanas, se
publicó una investigación en la revista Nature sobre la base de mi hipótesis,
la cual presenta simulaciones numéricas y predicciones respecto al modo en que
se produjo la reionisación del Universo, es decir, de qué manera los átomos de
hidrógeno se fueron disociando en protones y electrones, en un proceso por el
cual se disiparon las nieblas que cubrían el Cosmos y se elevó la temperatura
del medio intergaláctico.
Si no hubiera concluido dicha fase oscura, ¿sería imposible
ver las estrellas y las galaxias?
Nosotros podemos observar estrellas, galaxias y cuásares
porque la luz que produjeron hace miles de millones de años ha viajado hasta
nosotros sin sufrir ningún bloqueo ni absorción, por lo cual es una cuestión
muy importante para los astrónomos comprender cómo el medio intergaláctico se
tornó esencialmente transparente.
En su hipóstesis, los agujeros negros jugaron un papel
determinante para que esto ocurriera...
La idea que predominó antes de la publicación del artículo
que realicé en colaboración con investigadores de la Universidad de Harvard era
que la radiación de las primeras estrellas había sido la única causa para que
se disipara la neblina que había cubierto al Universo en sus etapas tempranas,
para dar fin a una "fase oscura” que se prolongó durante varias centenas de
millones de años.
En tanto, mi propuesta fue que había que tener en cuenta no
solo la radiación de las primeras generaciones de estrellas, sino también la
radiación ocasionada por los fósiles de dichas estrellas, que son los agujeros
negros y las estrellas de neutrones.
La proposición cosmológica que hice se basa en los
resultados más recientes en otras ramas de la astronomía, dedicadas a estudiar
la formación, evolución y muerte de las estrellas masivas que se habrían
formado en los orígenes del Universo.
¿Todas las estrellas masivas, al morir, se transforman en
agujeros negros?
Si bien es un tema que todavía esta en discusión, se puede
decir que las estrellas de aquel Universo temprano que eran 20 veces más
masivas que el sol, o más grandes aun, al morir, se convertirían en agujeros
negros. Eso no ocurre con las estrellas actuales, porque ha habido una
evolución química del Cosmos desde entonces y las estrellas masivas que se
forman ahora tienen una composición mucho más rica en metales que las primeras
generaciones de estrellas masivas.
¿Por qué motivo las estrellas con una composición química
más compleja no llegan a formarse como agujeros negros?
Lo que ocurre es que las estrellas masivas pierden mucha
masa cuando su composición química es compleja. En las épocas tempranas del
Universo, las estrellas tenían una constitución química más simple que las
actuales, ya que estaban formadas fundamentalmente por hidrógeno y helio, y se
estima que aquellas que tenían más de 20 masas solares terminaban colapsando
para formar agujeros negros.
En cambio, las estrellas actuales pierden mucha de su masa
original y el remanente que se acumula en su centro no alcanza a ser suficiente
para formar un agujero negro.
¿Que irradiaba más energía en el Universo temprano: una
estrella masiva de más de 20 masas solares o el agujero negro resultante cuando
dicha estrella colapsaba?
Nosotros hicimos este cálculo y es más o menos equivalente
el numero de fotones ultravioletas que irradia la estrella progenitora al
número de fotones en radiación X que irradia el agujero negro que resulta de
ésta.
Si bien es parejo el número de fotones, vale considerar que
los rayos X son mas energéticos que la radiación ultravioleta, por lo que la
energía que emanaban los agujeros negros podía ser igual o mayor que la
irradiada por las estrellas.
Esta propuesta suya ya ha tenido gran impacto y
aceptación...
Hoy, los distintos grupos que utilizan computadoras para
intentar simular el proceso por el cual finalizó la "fase oscura” del Universo
incorporan el elemento de la radiación X de los agujeros negros fósiles.
En particular, ¿qué aporte realiza el estudio publicado
recientemente en Nature?
Básicamente, esta última publicación en Nature muestra que
el período en el cual se produjo la evaporación de la neblina que cubría el
Cosmos fue más complejo de lo que se pensaba, porque los rayos X emanados por
los agujeros negros habrían calentado el medio intergaláctico sobre grandes
escalas de distancia.
Más allá de las simulaciones numéricas, ¿se están diseñando
instrumentos para observar este proceso y, en consecuencia, poder corroborar su
hipótesis?
Se está desarrollando un proyecto internacional muy costoso,
del orden de los dos mil millones de dólares, del que participan prácticamente
todos los países que investigan en astronomía, que consiste en instalar un
conjunto de radiotelescopios que tendrá una superficie colectora de un
kilómetro cuadrado y cuya motivación científica principal es responder a la
pregunta de qué ocurrió en el Universo durante sus primeros mil millones de
años para que el medio intergaláctico se volviera transparente, a partir de la
observación del hidrógeno atómico durante todo ese período. Justamente, parte
del estudio publicado recientemente en Nature intenta anticipar lo que mostrará
ese gran instrumento que entrará en operaciones dentro de 10 o 15 años.
Cuando se hacían las simulaciones y no se incorporaba la
radiación X emanada por los agujeros negros, ¿los resultados daban mal al
carecer de ciertos elementos?
Justamente, esa es una de las cosas que nos llamó la
atención. La hipótesis de que el único factor importante en este proceso de
reionizacion del Universo era la radiación ultravioleta de la estrellas no
coincidía con los datos ofrecidos por el telescopio espacial, el cual puede
estudiar la radiación UV de las galaxias que se formaron 500 millones de años
después del Big Bang y da cuenta de que dicha radiación, por sí sola, no era
suficiente para producir el proceso de reionisación.
Siendo que es una cuestión central de la cosmología actual
resolver cómo se disiparon las nieblas del Universo temprano, al tener su
ocurrencia, ¿no le pareció curioso que nadie más hubiera pensado en la
radiación X de los agujeros negros?
En general, en ciencia suele haber lo que los franceses
llaman mucha compartimentalización, o sea, cada uno sabe de su área específica
y, en general, los cosmólogos no están muy al tanto de las novedades de lo que
se investiga en el área de la formación y evolución de estrellas, por ejemplo,
o en la astrofísica de altas energías.
Y viceversa: quienes se dedican a estudiar la evolución de
estrellas a nivel teórico y en observaciones, a veces, no notan las
implicaciones cosmológicas que tienen sus investigaciones.
Usted es filósofo y, en cierta forma, es como si hubiera
dado la visión del bosque; tal vez, se podría usar esa metáfora...
Mi hipótesis es un proceso de elaboración de síntesis de los
resultados más recientes de diferentes áreas de la astronomía. Siempre dediqué
casi la mitad de mi tiempo de investigación a leer lo que hacen los demás.
Entonces, yo me entero todos los días de lo que está pasando en astronomía.
Hoy, con Internet, la tarea es mucho más sencilla, pero cuando me formé en la
universidad pasaba mucho tiempo en la biblioteca.
Es posible que la filosofía me haya dado la curiosidad y la
capacidad de sintetizar y de cuestionar, es decir, de formular nuevas
cuestiones.
El doctor Félix Mirabel es Investigador Superior del CONICET
y director de investigación de la Comisión Nacional de Energía Atómica de
Francia. Descubrió tres tipos de objetos del universo: las galaxias infrarrojas
ultraluminosas, las galaxias enanas de marea y los microcuásares. Asimismo, fue
el primero en detectar un jet cósmico desplazándose a una velocidad
aparentemente superior a la de la luz en nuestra galaxia.
Fuente: Agencia CTyS
