Garik Israelian: ¿Qué esconden las estrellas?

Tengo una misión difícil, soy espectroscopista. Tengo que hablar de astronomía sin mostrarles ni una sola imagen de nebulosas o galaxias, etc. porque mi trabajo es la espectroscopia. Nunca trabajo con imágenes, y voy a intentar convencerles de que la espectroscopia puede realmente cambiar este mundo. La espectroscopia podría responder a la pregunta: "¿hay alguien más ahí fuera?" ¿Estamos solos? SETI. La espectroscopia no es algo divertido.

Una de mis colegas en Bulgaria, Iviana Marcos*, dedicó unos 20 años al estudio de estos perfiles y publicó 42 artículos dedicados exclusivamente a ellos. ¿Pueden imaginárselo? Día y noche pensando, observando la misma estrella durante 20 años es increíble. Debemos de estar locos para hacer lo que hacemos. (Risas)

Mi caso no es para menos. Pasé unos ocho meses trabajando en estos perfiles, porque percibí una pequeña simetría en el perfil de una de las estrellas con planeta en órbita y pensé que tal vez habría litio-6 en esta estrella, lo cual indicaría que esta estrella ha engullido un planeta. Porque, según parece, este frágil isótopo de litio-6 no puede existir en la atmósfera de estrellas similares al Sol, pero sí existe en planetas y asteroides. Entonces engullendo un planeta o una gran cantidad de asteroides, se puede tener este isótopo de litio-6 en el espectro de la estrella. Así que dediqué más de ocho meses solamente a estudiar el perfil de esta estrella.

Y la verdad es que es increíble porque recibía llamadas de muchos periodistas que me preguntaban: "¿Pero has visto de verdad a la estrella engullendo el planeta?" Porque creían que al tener un telescopio eres un astrónomo y lo que haces es mirar por el telescopio y puede ser que hayas visto el planeta siendo engullido por una estrella. Y yo decía: "No, disculpen, lo que yo veo es esto." (Risas) Es increíble, nadie podía realmente entenderlo. Imagino que habría algunos pocos que realmente entendían de lo que estaba hablando, porque esto es lo que indica que la estrella engulló el planeta. Es extraordinario.

El poder de la espectroscopia fue advertido por Pink Floyd ya en 1973. (Risas) Cuando dijeron aquello de que puedes conseguir cualquier color en un espectro. Todo lo que necesitas es tiempo y dinero para fabricar tu espectrógrafo. Éste que vemos es el número uno, el espectrógrafo de alta resolución con más precisión del planeta, el HARPS, que se usa para localizar planetas y ondas sonoras extrasolares en las atmósferas estelares.

¿Cómo obtenemos espectros? Seguro que la mayoría de Uds. recuerda de las clases de Física del colegio que se hace básicamente dividiendo una luz blanca en colores. Y si tienes una masa caliente líquida, producirá lo que llamamos espectro continuo. Un gas caliente sólo produce líneas de emisión, no es continuo. Y si colocas un gas frío delante de una fuente caliente, verás ciertos patrones que llamamos líneas de absorción, que se usan para identificar elementos químicos en materia fría, que absorbe exactamente a esas frecuencias.

Ahora bien, lo que podemos hacer con los espectros es estudiar las velocidades de línea de vista de objetos cósmicos. Además, podemos estudiar la composición química y los parámetros físicos de estrellas, galaxias, nebulosas. Una estrella es el objeto más simple, que en su núcleo se producen 10 reacciones mononucelares que crean elementos químicos y tiene una atmósfera fría, fría, para mí. Para mí, frío es tres, cuatro o cinco mil grados, para mis colegas que trabajan en astronomía infrarroja -200 grados Kelvin es frío. Pero ya saben, todo es relativo, así que para mí 5,000 grados es bastante frío. (Risas)

Este es el espectro del Sol 24 mil líneas espectrales y aproximadamente el 15% de ellas aún no se ha identificado. Es asombroso que estemos en el siglo XXI y que todavía no podamos llegar a comprender del todo el espectro solar. En ocasiones nos ocupamos de una única pequeña y débil línea espectral para calcular la composición de ese elemento químico en la atmósfera. Por ejemplo, observamos que la línea espectral del oro es la única línea espectral en el espectro solar. Y utilizamos esta débil característica para calcular la composición de oro en la atmósfera del Sol

y esto es un trabajo en desarrollo. Hemos estado examinando una característica similar muy débil, que pertenece al osmio. Es un elemento pesado producido en explosiones termonucleares de supernovas. De hecho, es el único lugar donde puede generarse el osmio. Comparando la composición de osmio en una de las estrellas con planeta en órbita, queremos llegar a entender por qué abunda tanto este elemento. Quizá incluso podamos llegar a pensar que las explosiones de supernovas originaron los planetas y estrellas; puede ser un indicio.

El otro día, un colega mío de Berkeley, Gibor Basri, me envió por correo electrónico un espectro muy interesante, y me preguntaba si podría echarle un vistazo. No pude dormir las dos semanas siguientes, cuando vi la inmensa cantidad de oxígeno y otros elementos en el espectro estelar. Sabía que nunca antes se había obsevado algo así en la galaxia. Fue asombroso. Llegué a la única conclusión de que era clara evidencia de que hubo una explosión de supernova en este sistema, que contaminó la atmósfera de esta estrella. Y posteriormente se originaron agujeros negros en un sistema binario, que aún sigue ahí con una masa de cinco veces el Sol aproximadamente. Este hecho se consideró como la primera evidencia de que los agujeros negros proceden de explosiones de supernova.

Mis colegas compararon la composición de los elementos químicos de diferentes estrellas galácticas y efectivamente descubrieron estrellas extraterrestres en nuestra galaxia. Es asombroso que se pueda llegar tan lejos sólo estudiando la composición química de las estrellas. Dijeron que una de las estrellas que se ve en el espectro es extraterrestre: procede de otra galaxia. Existe interacción de galaxias, esto lo sabemos y a veces se capturan estrellas.

Todos hemos oído hablar de las erupciones solares. Fue una sorpresa descubrir una erupción gigante, una erupción miles de millones de veces más potente que las que observamos en el Sol, en una de las estrellas binarias de nuestra galaxia, llamada FH Leo, descubrimos la erupción gigante. Y, a continuación, estudiamos las estrellas espectrales para ver si había algo extraño con esos objetos. Y descubrimos que todo era normal. Estas estrellas son normales como el Sol. La edad, todo era normal, así que es un misterio. Es uno de los misterios que todavía quedan: las erupciones gigantes. Y hay seis o siete casos similares reseñados en la literatura.

Ahora bien, para seguir adelante con esto, necesitamos entender bien la evolución química del universo. Resulta muy complicado y no pretendo hacer que entiendan lo que vemos aquí. (Risas) Pero sólo es para mostrarles cuán complicado es el tema de la producción de elementos químicos. Hay dos canales -- las estrellas masivas y las de masa débil -- que producen y reciclan materia y elementos químicos en el universo. Y después de 14 mil millones de años haciéndolo, terminamos con este cuadro, que es un gráfico muy importante, ya que muestra las abundancias relativas de elementos químicos en estrellas similares al Sol y en el medio interestelar.

Lo que significa que es categóricamente imposible encontrar un objeto que contenga unas 10 veces más azufre que silicio, cinco veces más calcio que oxígeno. Es absolutamente imposible. Y si encuentras uno, sólo puedo decir que está relacionado con SETI porque no se puede hacer de forma natural. El efecto Doppler es algo muy importante de la física fundamental. Y está relacionado con el cambio de frecuencia procedente de una fuente en movimiento. El efecto Doppler se utiliza para descubrir planetas extrasolares.

La precisión que necesitamos para descubrir un planeta tipo Júpiter alrededor de una estrella tipo Sol es de aproximadamente 28.4 metros por segundo. Y necesitamos nueve centímetros por segundo para detectar un planeta tipo Tierra. Esto será posible con los espectrógrafos del futuro. Yo mismo formo parte del equipo que está desarrollando un CODEX, un espectrógrafo de alta resolución de nueva generación para el telescopio E-ELT de 42 metros y éste será un instrumento para detectar planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas similares al Sol. Es una herramienta asombrosa llamada astrosismología con la cual podemos detectar ondas sonoras en las atmósferas de las estrellas.

Esto es el sonido de un Alfa Centauro. Podemos detectar ondas sonoras en las atmósferas de estrellas similares al Sol. Esas ondas tienen frecuencias en el dominio infrasonoro, aún desconocido. Volviendo a la cuestión más importante, "¿Hay alguien más ahí fuera?" Está estrechamente relacionado con la actividad tectónica y volcánica de los planetas. Hay una clara conexión entre vida y núcleo radioactivo. No es posible la vida sin actividad tectónica ni actividad volcánica. Y sabemos muy bien que la energía geotérmica se produce mayormente por descomposición de uranio, torio y potasio.

¿Cómo podemos medir...? Si existen planetas donde la cantidad de estos elementos es pequeña, entonces esos planetas están tectónicamente muertos, no puede haber vida en ellos. Si, por el contrario, hay demasiado uranio, potasio o torio, probablamente tampoco podría haber vida. Porque ¿pueden imaginarse todo en ebullición? Es demasiada energía en un planeta. Ahora hemos estado calculando la cantidad de torio en una de las estrellas con planetas extrasolares. Se trata exactamente del mismo juego, un elemento muy pequeño.

Estamos intentando medir este perfil y detectar torio. Es muy difícil, es muy difícil. Primero, tienes que convencerte a ti mismo, luego, tienes que convencer a tus colegas y luego a todo el mundo de que efectivamente has detectado algo así en la atmósfera de una estrella con planeta en órbita en algún lugar a 100 pársec de aquí, es muy complicado. Pero si quieres saber si hay vida en los planetas extrasolares tienes que dedicarte a esto, porque tienes que saber la cantidad de elementos radioactivos que hay en esos sistemas.

La única forma de saber si hay extraterrestres es sintonizar tu radiotelescopio, escuchar las señales y esperar a recibir algo interesante, que es lo que SETI realmente hace y lo que lleva haciendo desde hace muchos años. Creo que el método más prometedor es mediante biomarcadores. Se puede ver el espectro de la Tierra, este espectro de reflejo terrestre, y es una señal muy clara. La pendiente que baja, que llamamos límite rojo, indica el hallazgo de un área de vegetación. Es increíble que podamos detectar vegetación a partir de un espectro. Ahora imaginen hacer este estudio con otros planetas.

Pues bien, muy recientemente, estoy hablando de los últimos seis, siete, ocho meses, se ha detectado agua, metano, dióxido de carbono en el espectro de un planeta fuera del sistema solar. Es asombroso. Ese es el poder de la espectroscopia. Uno puede detectar y estudiar la composición química de planetas mucho, mucho más allá del sistema solar. Tenemos que detectar oxígeno u ozono para asegurarnos de que se reúnen las condiciones necesarias para la vida.

Los milagros cósmicos son algo que bien pueden compararse a SETI. Imaginemos ahora un objeto, un objeto extraordinario, o algo inexplicable, ante lo cual tengamos que levantarnos y decir: "Miren, nos rendimos, la Física no sirve." Es algo que siempre puedes atribuir a SETI y decir: "Bueno, alguien debe de estar haciendo esto de alguna forma."

Y con los que sabemos de física, etc., es algo que de hecho ya señaló Frank Drake, hace muchos años [incomprensible]. Si en el espectro de una estrella con planeta en órbita, pueden verse elementos químicos extraños, podría considerarse una señal de una civilización que está ahí y quieren indicarlo. En efecto, quieren señalizar su presencia mediante estas líneas espectrales, en el espectro de una estrella de diferentes formas.

Hay distintas formas de hacerlo; una, por ejemplo, es mediante el tecnecio, que es un elemento radioactivo con un período de descomposición de unos 4.2 millones de años. Si de pronto observamos tecnecio en una estrella tipo Sol, podemos estar seguros de que alguien ha puesto este elemento en la atmósfera, porque es imposible que esto ocurra de forma natural. Ahora estamos reexaminando los espectros de unas 300 estrellas con planetas extrasolares. Y llevamos haciéndolo desde el año 2000 y es un proyecto muy complejo. Estamos trabajando duro y ha habido casos interesantes, candidatos, hechos que no podemos realmente explicar que espero que en un futuro próximo podamos confirmarlo.

Entonces, la cuestión fundamental: "¿estamos solos?" creo que no vendrá de los OVNIs, tampoco vendrá de las señales de radio, creo que vendrá a través de un espectro como este. Este es el espectro de un planeta similar a la Tierra, que muestra la presencia de dióxido de nitrógeno, como indicio irrebatible de vida, oxígeno y ozono. Si un día, y pienso que llegará, dentro de 15 años, o tal vez 20, descubrimos un espectro como éste, podemos estar seguros de que hay vida en ese planeta. Dentro de cinco años descubriremos planetas similares a la Tierra, orbitando estrellas tipo Sol, a la misma distancia que la Tierra del Sol. Será dentro de unos cinco años y entonces necesitaremos otros 10 ó 15 años de proyectos espaciales para obtener espectros de planetas tipo Tierra como el que acabamos de ver. Y si observamos dióxido de nitrógeno y oxígeno, creo que tenemos al E.T. perfecto. Muchísimas gracias. (Aplauso)