Hace 130 millones de años, mientras en la tierra aún caminaban dinosaurios, la colisión de dos estrellas lejanas sacudió al Universo. Los destellos del choque cruzaron el cosmos hasta llegar, hace dos meses, a las manos de un joven costarricense.
César Rojas, egresado de Física de la UCR y astrónomo de la Universidad de California en Santa Cruz, formó parte del primer equipo del planeta en ver el choque de dos estrellas de neutrones (fenómeno conocido como kilonova).
El aporte del equipo astronómico de la UC Santa Cruz fue crucial para esta investigación. Gracias a ellos, más de cuatro mil científicos de todo el mundo pudieron apuntar sus telescopios hacia el fenómeno: la investigación colaborativa más grande en 30 años, desde que una supernova explotó en 1987.
“Hasta el día de hoy parece increíble que todo haya pasado como pasó. Nos cuesta entender la magnitud de lo que hemos hecho. Casi todos los astrónomos observacionales del mundo estuvieron siguiendo el fenómeno”, aseguró Rojas.
Su equipo, dirigido por el astrónomo Ryan Foley, fue el primero en localizar la posición de este fenómeno en el espacio, un logro que, como confiesa, ni él mismo anticipaba. Rojas fue quien redujo, entre un frenesí de datos del telescopio Swope de Chile, la primera imagen clara de la kilonova.
“En enero yo estaba trabajando en un call center. En marzo, pude dar clases de física y astronomía en la UCR. En junio renuncié para venir acá y en agosto estábamos haciendo este descubrimiento”, expresó entre risas.
La detección de la kilonova marca un momento determinante para la ciencia: por primera vez se detectó un fenómeno tanto con ondas gravitacionales como con luz. Esto significa que, además de ver el Universo, ahora también podemos escucharlo simultáneamente.
Otro factor importante de este hallazgo es que, según lo propone el astrofísico de la UC Santa Cruz, Enrico Ramírez, en este tipo de colisiones es donde se podrían llegar a formar elementos pesados como el oro, el titanio y el platino.
Con esta investigación no cabe duda de la importancia de las ondas gravitacionales para la ciencia. Estas fueron recién observadas por primera vez el año pasado pero teorizadas por Einstein hace más de un siglo.
“Si no hubiera habido esta alerta de ondas gravitacionales, es muy improbable que hubiéramos detectado este evento porque cambian muy rápido sus características”, explicó Rojas.
Los primeros
Todo comenzó el 17 de agosto, cuando los observatorios LIGO -en Estados Unidos- y VIRGO -en Italia- detectaron la colisión de dos estrellas de neutrones a través de un fenómeno llamado ondas gravitacionales.
Estas son ondas expansivas propagadas a través del espacio y generadas por eventos muy violentos y masivos (fueron detectadas por primera vez después del choque de dos agujeros negros, por ejemplo).
Esta señal, no obstante, tenía limitaciones: no permitía saber exactamente dónde sucedió la colisión ni permitía verla directamente. Por esto, LIGO envió una alerta a 70 observatorios de Estados Unidos y Europa, que comenzaron una cacería por encontrar el origen del evento.
“Fue como una carrera para ver quién lo encontraba primero. No solo compitiendo contra nosotros mismos sino contra el tiempo. Este es un fenómeno que cambia muy rápido. Entre más rápido se observe mejor”, explicó Rojas.
En ese momento, el equipo de Santa Cruz decidió realizar, a través de un algoritmo, un ranking de las galaxias con más probabilidades de albergar esta colisión. Ellos las clasificaron dependiendo de su luminosidad, masa y distancia en orden de probabilidad y, luego, revisaron una por una.
Al noveno intento dieron en el clavo.
“Yo me encargaba de reducir los datos y un compañero de compararlos. Charly, que estaba detrás mío fue la primera persona en verlo. Nosotros fuimos los primeros en tener la información”, señaló.
Gracias a su trabajo, se pudo ubicar la kilonova en la galaxia NGC 4993, a 130 millones de años luz. Una vez seguros del hallazgo, enviaron una señal de alerta y en poco tiempo casi todos los telescopios del planeta estudiaban ese punto.
Los hallazgos
Una vez que el fenómeno fue estudiado por más de cuatro mil científicos, LIGO anunció el descubrimiento el pasado 16 de octubre y una enorme cantidad de estudios llovieron en las revistas académicas (uno de ellos, publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, contenía alrededor de 3.500 autores).
¿Pero, cuál fue el hallazgo exactamente? Bueno, en primera instancia, nunca se había podido observar de cerca una kilonova. Para los astrónomos, la observación es vital, ya que permite analizar el comportamiento de estos fenómenos a profundidad.
Una estrella de neutrones es un objeto denso y pequeño. Puede tener el tamaño de una ciudad pero la masa del Sol. Algunas de estas estrellas se encuentran en pares orbitando juntas. A veces, estos sistemas colapsan y, cuando chocan, forman fuertes explosiones como la kilonova.
Además de esto, la kilonova podría ayudarnos a entender mejor cómo se forman los elementos pesados como el oro, platino y titanio. Esto porque, en la teoría, se espera que se formen en este tipo de colisiones a través de un proceso llamado “captura neutrónica rápida”.
Si bien el nombre puede ser poco atractivo, lo único que significa es que muchos neutrones chocan a inmensas velocidades y esto comienza a formar nuevos elementos.
“Digamos que tenés ya formado el átomo del hierro. Luego entra un neutrón tan rápido que cambia de elemento antes de que le dé tiempo de degradarse”, explicó Francisco Frutos, investigador de la Escuela de Física de la UCR.
Lo más emocionante de este descubrimiento es la participación de las ondas gravitacionales. Según Rojas, “es como tener un sentido extra”.
Esto implica que, en futuras investigaciones, nuestro alcance de exploración será mucho mayor. “Esta observación marca el inicio de una nueva era de la astronomía”, afirmó Frutos.
Ahora, incluso algunos científicos proponen instalar un detector de estas ondas gravitacionales en el espacio. Según Frutos, el alcance de un experimento así permitiría llegar a saber datos incluso sobre el Big Bang.
De Costa Rica para el mundo
“Hay que sentirse orgullosos de tener a César ahí. Él estuvo en el tiempo apropiado en el momento apropiado”, aseguró Frutos.
Este joven, liguista y oriundo del centro Alajuela, estuvo en la vanguardia de un experimento histórico. Él confesó siempre haber sentido una inclinación por las ciencias.
“Yo no sé, la verdad. Creo que no hubo un momento en que dije “voy a estudiar física”. Siempre fui apto a los números y me gustaba la ciencia”, indicó Rojas. Así, casi naturalmente, entró a estudiar física en la UCR.
Después de un tiempo, César decidió tratar algo nuevo y optó por estudiar Filología en la misma Universidad. “Me di cuenta que física era lo mío. Especialmente astrofísica. Terminé la carrera, luego filología y luego decidí aplicar aquí a Santa Cruz”.
Para él, la diferencia entre universidades está en el acceso a recursos. En Santa Cruz asegura que hay más acceso a telescopios y recursos de observación.
En Costa Rica, para hacer observaciones debía recurrir a datos públicos como los del telescopio Fermi, en Italia. Por eso, mientras hizo investigación en el país, Rojas estudió rayos Gamma con datos de este observatorio.
