Astrónomos eligieron los hallazgos más impresionantes de ALMA

Captan primera imagen de un agujero negro

Génesis planetaria

Moléculas de azúcar en una nube de gas

Posible marcador de vida en la atmósfera de Venus

Increíble catastro de "viveros estelares"

UNIVERSO. En nueve años el observatorio acumula una larga lista de aportes a la ciencia.

Hace justo nueve años, en septiembre de 2011, el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), iniciaba sus operaciones científicas escudriñando el Universo como no se había hecho hasta el momento.

Una extraordinaria imagen de la Galaxia de las Antenas fue su carta de presentación en el mundo científico, cuando apenas contaba con 12 de sus 66 antenas operativas (el proyecto aún estaba en construcción). Desde entonces, la contribución del radiotelescopio de ESO, NRAO y NAOJ al conocimiento ha sido notable.

Estrellas que orbitan el agujero negro de la Vía Láctea, indicios de una aceleración de la expansión del Universo, exoplanetas distantes, la primera luz de una fuente de ondas gravitacionales, estallidos de rayos gamma, moléculas de azúcar en una nube de gas lejana, la fusión de estrellas de neutrones, el anillo de Einstein, y más recientemente la detección de fosfina (¿un posible indicio de vida orgánica?) en la atmósfera alta de Venus, son parte de la larga lista de hallazgos de este observatorio, que es muy distinto a los tradicionales.

En efecto, ALMA no es una sola unidad, sino un conjunto de antenas de alta precisión interconectadas que funcionan como un solo telescopio gigante, capaz de detectar longitudes de onda mucho más largas que la luz visible (de 0,32 a 3,6 mm). Las antenas, además, pueden combinarse de distintas maneras, proporcionando un potente "zoom" variable, que brinda a Alma la capacidad de captar imágenes de mucha mayor nitidez.

Su construcción se logró gracias al esfuerzo conjunto entre Europa (ESO), Norteamérica (NRAO) y Asia del Este (NAOJ), quienes en colaboración con el Estado de Chile, se asociaron para levantar este observatorio a más de 4 mil metros sobre el nivel del mar, en el llano de Chajnantor, en la Región de Antofagasta.

Profesionales e investigadores del Centro de Astronomía de la Universidad de Antofagasta, eligieron los descubrimientos que más les han impresionado, en base a su experiencia profesional y personal. Por cierto es sólo una pequeña fracción de los hallazgos que ha propiciado el complejo de investigación desde que "abrió los ojos", en 2011.

Captan primera imagen de un agujero negro

Penélope Longa-Peña creó y dirige el Magíster en Astronomía de la UA. Para Penélope la educación y las colaboraciones en astronomía son parte fundamental del proceso que nos lleva a hacer ciencia de primer nivel. Su descubrimiento favorito es el anuncio de la primera imagen de un agujero negro, observada en 2019. "La primera imagen de un agujero negro es un descubrimiento sin precedentes, una ventana al misterio dentro de estos objetos celestes y una muestra de colaboración científica inmensa: más de 200 personas trabajaron para hacer esto posible", dice.

La noticia se conoció el 10 de abril de 2019. La imagen revela el agujero negro en el centro de Messier 87, una galaxia masiva en el cercano cúmulo de galaxias Virgo. Este agujero negro se encuentra a 55 millones de años luz.

Una revolucionaria imagen mostró la génesis planetaria

Jeremy Tregloan-Reed es un investigador FONDECYT postdoctoral que trabaja en el Centro de Astronomía de la UA. Su investigación gira en torno a la búsqueda y caracterización de exoplanetas, lo cual a menudo implica deducir de manera indirecta las propiedades de estos sistemas, ya que es extremadamente difícil verlos. De allí que no es sorpresa que su descubrimiento favorito de ALMA sea "esta hermosa imagen de un disco protoplanetario, en que es posible ver los espacios vacíos donde los planetas se están formando en un nuevo sistema solar".

El hallazgo se conoció el 5 de noviembre de 2014. La imagen muestra la estructura del disco alrededor de HL Tau 2 , una estrella similar al Sol de un millón de años, ubicada aproximadamente a 450 años luz de la Tierra en la constelación de Tauro.

El pasado caótico del nuestro sistema solar

Karla Peña Ramírez es una astrónoma del Centro de Astronomía de la UA. Ella destaca el reciente descubrimiento (¡de ahora en septiembre!) de anillos desalineados en un disco protoplanetario formado alrededor de un sistema estelar triple. Karla comenta que "desde mi punto de vista, esto es ver 'fotos' de lo que pudo haber sido la formación de nuestro propio sistema solar; es como poder viajar en el tiempo y tomar una foto del pasado caótico, por eso me parece interesante el tema".

El descubrimiento fue publicado el 3 de septiembre y corresponde a un disco formador de planetas con anillos desalineados alrededor de un sistema de estrellas triples, llamado GW Orionis .

Los astrónomos dan dos escenarios posibles para la desalineación: o el disco fue desgarrado por la atracción gravitacional de las estrellas o por un planeta recién nacido.

Química compleja en la atmósfera de Titán

Valeska Molina es una estudiante del Magíster en Astronomía, que llegó a esta ciencia desde la biología, interesada en temas de astrobiología. Ella explica su selección de descubrimiento de ALMA: "Desde mi formación biológica, siempre me ha interesado el desarrollo de la vida en el planeta, lo que he ido desarrollando en el laboratorio de la Dra. Cristina Dorador, con el estudio de los microorganismos extremófilos y cómo podrían adaptarse en otros planetas, como Marte o Venus. Uno de los descubrimientos de ALMA que yo considero de importancia, es el hallazgo de Cianuro de Vinilo en Titán. Esta es una molécula que está involucrada en la fabricación de estructuras resistentes como el plástico. Sin embargo, se ha planteado la hipótesis de que la unión de varias moléculas de cianuro de vinilo, podría generar estructuras como membranas y pared celular en un ambiente donde el líquido principal no sea agua, sino metano. Esta condición se da en Titán, la luna más grande de Saturno. Titán es tan frío que existen océanos y lluvias de metano". El hallazgo se publicó el 28 de junio de 2017.

Moléculas de azúcar en una nube de gas dan pistas sobre la vida

Juan Pablo Colque es el coordinador del Laboratorio de Astroingeniería en el Centro de Astronomía de la UA y antes trabajó en ALMA de modo que conoce el observatorio de cerca. "En una de las primeras investigaciones que se hizo usando las antenas de ALMA, se detectó una molécula de 'azúcar' en una nube de gas cercano a una estrella. Si bien es cierto que no era la primera vez que se detectaba ese tipo de molécula, sí era la primera vez que se detectó circundando a una estrella parecida al Sol y a una distancia comparable a nuestro Sistema Solar. El Glicolaldehído no es un azúcar como el que se le pone a la comida, sino que es una forma más básica pero que puede participar en la síntesis de ácido ribonucleico (ARN). El hecho que vaya de camino hacia su estrella podría dar algunas pistas de cómo emerge la vida si llegase a encontrarse con un planeta. El sistema donde fue descubierto está relativamente cercano a la Tierra, por lo que estudiar la composición del medio interestelar de ese sector, es de especial interés debido a que las estructuras químicas encontradas participan en la formación, evolución y desarrollo de la vida en un planeta", explica.

Juan Pablo agrega que "ese mismo año, comencé a trabajar en el observatorio cuando aún estaba en la fase de construcción y me impresionó el hecho de que apenas con una fracción de las antenas que habían sido instaladas (menos de la mitad) ya tenían una sensibilidad suficiente como para lograr hacer este tipo de mediciones". El descubrimiento fue informado el 29 de agosto de 2012.

"En el disco de gas y polvo que rodea a esta estrella recién formada, encontramos glicolaldehído, que es una forma simple de azúcar, no muy diferente al azúcar que ponemos en el café", explicó Jes Jorgensen (Instituto Niels Bohr, Dinamarca), el autor principal del artículo. "Esta molécula es uno de los ingredientes en la formación de ARN, que -como el ADN, con el que está relacionado- es uno de los pilares de la vida", agregó esa vez el científico.

ALMA nos revela el Anillo de Einstein

Eduardo Unda-Sanzana: Aunque otros descubrimientos son ciertamente espectaculares, uno que guardo especialmente cerca de mi corazón es el del "anillo de Einstein", anunciado en 2015. Eduardo Unda-Sanzana es el director del Centro de Astronomía de la UA, y recuerda un hito de 2015. "Ese año organizamos en el Centro Cultural Estación una celebración especial del Día de la Astronomía a la que invitamos a varias autoridades regionales y nacionales, logrando asistencia de varios representantes ministeriales del gobierno del nivel central para discutir temas regionales de astronomía con actores locales. Creo que de a poco en Antofagasta nos hemos ido empoderando en el tema astronómico, pero en 2015 no estábamos tan seguros de que esto iba a resultar, así que fue muy excitante recibir las confirmaciones a esta actividad y ver que tomaba vuelo. Una confirmación muy importante para este evento fue la de Pierre Cox, en aquel momento el Director General de ALMA. Como para subrayar la importancia que ALMA estaba dando a esta actividad, Pierre nos sorprendió a todos durante su charla mostrando la imagen del Anillo de Einstein. No sé si los presentes le tomaron el peso a que estábamos asistiendo a una primicia mundial... Fue un acto muy generoso de ALMA con la Región de Antofagasta.

El Anillo de Einstein se conoció el 7 de abril de 2015. Forjada por la alineación aleatoria de dos galaxias distantes, esta sorprendente estructura en forma de anillo es una manifestación rara y peculiar de lentes gravitacionales como lo predijo Albert Einstein en su teoría de la relatividad general. "Con el asombroso nivel de detalle de estas nuevas imágenes de ALMA, los astrónomos ahora podrán reensamblar la información contenida en la imagen distorsionada que vemos como un anillo y producir una reconstrucción de la imagen real de la galaxia distante", dijo esa vez Catherine Vlahakis, Científica Adjunta del Programa de ALMA.

Posible marcador de vida en la atmósfera de Venus

El astrónomo Eduardo Unda-Sanzana explica que el proceso científico de conocer el Universo es largo y laborioso porque queremos estar muy seguros de cada cosa que se afirma. "De esto resulta que, como parte del mismo proceso, cada vez que alguien parece haber descubierto algo importante, lo que los demás científicos debemos hacer es buscar maneras en que ese descubrimiento no sea tal. ¡Somos aguafiestas por entrenamiento profesional! Aunque tras el anuncio de la detección de fosfina en Venus todos quisiéramos poder decir que se ha encontrado vida fuera de la Tierra, aún no estamos en ese punto. Los mismos autores del hallazgo ocuparon la mitad de su artículo científico buscando mecanismos alternativos a la vida para explicar la presencia de la fosfina en Venus... y personalmente no me sorprendería que finalmente descubramos un nuevo proceso químico o geológico y no vida extraterrestre. ¿Qué tiene que pasar ahora? Lo primero es confirmar que la señal es real, lo que requiere que observadores independientes repliquen la observación. Luego debe ser verificado que efectivamente es fosfina y no un compuesto químico desconocido pero que deja huellas parecidas. Luego, si la señal es real y efectivamente es fosfina, entonces necesitamos exprimir toda nuestra creatividad buscando mecanismos alternativos a la vida para explicar la presencia de la fosfina en Venus. Sólo si fallamos... entonces habremos tenido éxito. Eso puede demorar mucho tiempo y eventualmente requerir una confirmación directa tomando muestras en Venus, lo cual no es trivial. Como siempre, el empujón que esta mera idea dará al desarrollo de nuevas tecnologías es por sí mismo tremendamente excitante", relata.

La existencia de la fosfina se reveló el 14 de septiembre de este año y es uno de los grandes hallazgos más recientes.

Increíble catastro de "viveros estelares"

Laurent Chemin es un astrónomo del Centro de Astronomía con interés en galaxias. Su selección es "un catastro de galaxias muy cercanas, realizado con el fin de medir propiedades de los depósitos de gas molecular con una resolución y sensibilidad sin precedente. Los datos son impresionantes y las imágenes son muy bellas y detalladas, representando el estado del arte de la física que puede ser hecha a nivel de nubes de gas molecular, mucho mejor que en la Vía Láctea".

La publicación data del 9 de enero de 2019.