“La emoción funciona perfectamente en el campo de la ciencia”. Y lo dice alguien que habla de su trabajo con pasión, aunque utiliza la razón para comprender los fenómenos de la naturaleza. Rafael Garrido, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA) y coordinador de la participación española en el satélite CoRoT, se encuentra en La Palma participando en la reunión HELAS NA3-2: “Modos de oscilación solar de bajo grado y baja frecuencia”, organizada por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Y está aquí –dice- “para aprender qué hacen con el Sol los heliosismólogos y poder aplicar después sus técnicas a otras estrellas”. Sobre ellas tendremos en un futuro próximo una gran cantidad de datos gracias a las misiones espaciales actuales y futuras, como CoRoT o Kepler.
El éxito de la Heliosismología en el sondeo del interior del Sol desde los años setenta hizo que aparecieran los primeros trabajos similares relacionados con la observación de la estructura interna de las estrellas. Pero aquello necesitaba un nombre. Y fue en la reunión de la Unión Astronómica Internacional celebrada en Aarhus (Dinamarca), cuando Douglas Gough puso en circulación el término “Astrosismología”. “Es casi la única manera que tenemos de saber qué ocurre en el interior de las estrellas”, señala Rafael Garrido. “Las técnicas que han desarrollado los heliosismólogos son muy efectivas porque su estrella de referencia puede observarse con gran precisión. Yo estoy en esta reunión, precisamente, para conocer qué es lo que ellos hacen con el Sol a fin de poder extenderlo a otras estrellas, de las que habrá muchos datos gracias a las misiones en curso y futuras”.
Pero el beneficio será mutuo. “Esos datos de otras estrellas –advierte Garrido- pueden llegar incluso a ser relevantes no solamente para ver la estructura interna de una estrella en particular, sino también para averiguar qué pasará con el Sol a través de otras estrellas”. Garrido comenta al respecto “lo malo´” que siempre es para la ciencia, y para la física en particular, el hecho de tener un solo ejemplo. Así que nosotros aprendemos de los que hacen Heliosismología y los heliosismólogos de lo que hacemos los astrosismólogos. Lo mismo sucede con la Tierra, de la que sólo sabemos cómo es su núcleo gracias a que se pueden estudiar los terremotos a través de las ondas que se propagan. Es la única manera que tenemos de saber si nuestros modelos de la estructura interna son los correctos o no.”
Estrellas variables
La mayoría de las estrellas parecen tener una luminosidad prácticamente constante. Sin embargo, muchas otras experimentan variaciones significativas en su brillo vistas desde la Tierra. Por eso se las conoce como estrellas variables. Garrido siempre ha trabajado en ellas, en lo que ahora se llama Astrosismología. Su trayectoria profesional ha estado ligada al estudio de las estrellas. “Fue precisamente así –recuerda este investigador- cómo se descubrieron las distancias grandes en el Universo. Y se hizo estudiando un tipo de estrellas variables llamadas Cefeidas, porque viendo el periodo de oscilación de una estrella se sabe a qué distancia está. Por tanto, uno de los grandes hitos astronómicos está basado en lo que clásicamente se llamaba antes ‘estudio de estrellas variables’. A nadie se le ocurriría decir que Mrs. Leavitte (su descubridora) hacía Astrosismología.”.
Pendientes de CoRoT
27 de diciembre de 2006. Un nuevo satélite se lanza al espacio desde Baikonur, en Kazajstán. Se trata de CoRoT (siglas de Convección y Rotación estelares y Tránsitos planetarios), un poyecto de la agencia espacial francesa CNES y en la que también participan la Agencia Europea del Espacio (ESA) y varios países europeos. Rafael Garrido coordina la participación española en este satélite, que tiene dos grandes objetivos: el estudio del interior de estrellas utilizando la Astrosismología y la búsqueda de planetas extrasolares mediante el método de tránsitos, que consiste en estudiar la disminución del brillo de una estrella cuando el planeta pasa entre ella y la Tierra. Con respecto a este segundo objetivo, “la dificultad es tener que ver un conjunto muy grande de estrellas ya que la probabilidad de que haya una estrella con su sistema solar orientado hacia nosotros, con un ángulo muy preciso para que produzca tránsitos, es muy pequeña, del orden del 0,5%. Por ello hay que observar muchas estrellas –unas 2.000 ó 3.000- para que podamos tener ciertas probabilidades de que se produzcan tránsitos de ese tipo. Y mientras los que se dedican a buscar planetas ven si ha habido un tránsito, es decir, una pequeña disminución de la intensidad de la luz, nosotros –los astrosismólogos- nos aprovechamos de que nos están mandando datos de las variaciones intrínsecas de esa estrella. De ahí que estas dos comunidades científicas se hayan puesto de acuerdo para hacer un proyecto como CoRoT, como también sucede en la futuras misiones Kepler y Plato.”
Este tipo de simbiosis entre dos campos distintos, en principio no relacionados, “es un claro ejemplo del carácter que tiene la Astrofísica”, que Garrido considera más bien “generalista”. “No como la Física de Partículas –aclara este investigador-, que es ‘fundamentalista’, en el sentido de que va a los fundamentos de las leyes de la Física y entonces invierte mucho dinero para ver si la teoría cuántica y la relatividad general se entienden. Sin embargo, en el caso de los astrofísicos, nuestra historia ha estado más ligada a hacer descubrimientos casuales o a tener intereses diversos. Y eso ha dado lugar curiosamente a más descubrimientos que el hecho de perseguir un solo objetivo, como hacen los físicos de partículas.”
También será el caso de la misión Plato (Platón en español), una de las propuestas para el programa espacial científico europeo Cosmic Vision 2015-2005. Con este telescopio espacial se observará una gran muestra de estrellas y sus posibles planetas. “No sabemos –señala Garrido- por qué los sistemas solares se forman, o la forma precisa en que lo hacen, pero sí sabemos cómo utilizar los datos de la Astrosismología para deducir las características internas de una estrella. Pretendemos hacer la astrosismología de las estrellas que tengan planetas, de tal manera que podamos averiguar por qué unas estrellas tienen planetas y otras no, y prevemos que se van a diferenciar unas de otras por su estructura externa”.
Y cuando se tengan los datos…
De momento, los datos del primer año de funcionamiento de CoRoT no están accesibles, si bien puede que estén disponibles en exclusividad para los miembros del Consorcio a partir del próximo 1 de diciembre hasta que un año después se hagan públicos. “Tenemos que estar muy seguros de que estos datos están adecuadamente corregidos de todos los efectos instrumentales posibles”, advierte Garrido. No obstante, ya el pasado mes de mayo se anunció el descubrimiento del primer exoplaneta detectado por esta misión espacial. Si bien será más fácil que CoRoT descubra grandes planetas, tipo Júpiter, también hay esperanzas de que encuentre planetas rocosos. “Nos consta –dice este astrofísico- que las prestaciones que está dando actualmente la fotometría realizada por el satélite llegan a una precisión tal que si hubiese un planeta del tamaño de la Tierra, o dos veces el tamaño de la Tierra, CoRoT podría descubrirlo.”
En el Consorcio CoRoT participa “toda la gente que hace Física Estelar en España”, investigadores de centros de Granada, Canarias, Valencia, Barcelona y Madrid, todo un ejemplo de que la colaboración científica en España es posible y puede funcionar. “También estoy muy satisfecho- subraya Garrido- de la participación industrial que ha tenido España dentro del proyecto. Por ejemplo, la empresa GMV se ha hecho cargo del desarrollo del centro de emisión, un desarrollo de puro software, aunque de muy alto nivel, es decir, de un desarrollo que requiere de unos conocimientos y de un know how muy precisos. Y creo que ha sido muy positivo que la Agencia Francesa del Espacio (CNES) supiese de la existencia de esta empresa. De modo que ha sido un gran mérito haber contribuido desde España con tecnología competitiva -algo a lo que no estamos acostumbrados- y no sólo participando en proyectos de investigación a nivel de financiación.”
El grupo que lidera Rafael Garrido ha estado implicado en todas las misiones que hasta ahora se han dedicado a hacer Astrosismología desde el espacio. “La primera –recuerda- fue WIRE, un proyecto fallido de observación de objetos extragalácticos, pero que sí se pudo utilizar para hacer las primeras observaciones de estrellas variables”. Incluso han llegado a publicar- los resultados del seguimiento de un objeto desde el satélite y desde tierra. “También hemos participado –añade- en MOST, en CoRoT y formamos parte del consorcio que va a explotar los datos desde el punto de vista astrosismológico de Kepler, lo mismo que el IAC. Así que yo creo que estamos dentro de la onda de lo que es la Física Estelar. En este campo, los europeos vamos muy por delante de EEUU.”
¿Y los telescopios terrestres?
Pero no todo se hará desde el espacio. “Kepler y CoRoT –apunta Garrido- tienen una necesidad imperiosa del follow up: hacer observaciones desde tierra de acontecimientos que haya descubierto el satélite. En particular me refiero a los tránsitos. Cuando se produce un tránsito, se sabe el período y la profundidad de ese tránsito. Sin embargo, no se conoce su geometría, que sólo se puede averiguar a través de observaciones hechas con un espectrógrafo de alta resolución y de un objeto muy débil. Es imprescindible un gran telescopio para medir ‘la curva de velocidad radial’, que es como están descubriendo los planetas en otros sistemas solares. Se necesita contar con el apoyo en tierra de grandes instalaciones. Esto ya ha sido parte de una negociación que se ha establecido con la ESO (European Southern Observatory) para usar los VLT (Very Large Telescopes) cada vez que haya un acontecimiento de este tipo, y creo que igualmente el GTC (Gran Telescopio CANARIAS) puede contribuir con su instrumentación.
Futuros nano-satélites
Otro proyecto futuro en el que Garrido está interesado es BRITE, un grupo de cuatro nano-satélites que hará medidas fotométricas de mucha precisión y medirá variaciones de temperatura de todas las estrellas brillantes que hay en el cielo. “Es un intento –explica Garrido- de sacar rendimiento científico a una línea de fabricación de nano o microsatélites que tiene el INTA (Instituto Nacional de Técnica Aerospacial). Tiene la peculiaridad de que puede ser orientado hacia cualquier estrella. No como CoRoT, que sólo mirará en determinados campos, o como Kepler, que sólo mirará un campo. Por tanto, es una misión exclusivamente dedicada a ver las variaciones de brillo de las estrellas más brillantes. Éstas suelen ser las estrellas más masivas, y las estrellas más masivas son las que rigen la evolución de las galaxias. El proyecto consiste en hacer astrosismología, pero de los objetos más brillantes y más masivos, lo que no va a hacer COROT ni Kepler. En ese sentido va a ser original.”
Pero también tiene una componente tecnológica importante. Y es que el INTA hará el satélite completo, y eso para ellos representa un reto en el sentido de hacer todo dentro del mismo laboratorio. Además tiene que actuar conjuntamente con otros satélites, formando una “constelación” en la que participan austriacos y canadienses. Por lo tanto, se tienen que poner de acuerdo para formar ese conjunto, que será de cuatro nanosatélites, de tal manera que eso tecnológicamente tiene una componente muy importante para el INTA. Masas muy pequeñas, como son micro o nanosatélites en el espacio, son muy difíciles de apuntar porque tienen una inercia muy pequeña y, por lo tanto, apuntarlo a sitios muy precisos y mantener ese apuntado es un reto tecnológico. MOST, el satélite de los canadienses, solucionó el problema con unas microrruedas de inercia que desarrolló una empresa canadiense. Precisamente el hecho de que esa empresa participe en este proyecto hará que el INTA pueda tener acceso a esa información y desarrollar asimismo parte de la tecnología de su línea de nanosatélites. Las misiones de este tipo no solamente tienen una justificación puramente científica, también la tienen tecnológica en el sentido de que ayuda a desarrollar parte de la tecnología que en este caso el INTA, nuestra NASA particular, necesita para desarrollar toda una serie de micro o nano-satélites. Una aportación importante a la tecnología nacional.
Inquietudes científicas
A Rafael Garrido le subleva la tradicional división en Astrofísica entre “teóricos” y “observacionales”. “Yo estoy en contra de toda esa filosofía. Un teórico puede dedicarse a desarrollar fórmulas, que son ciertas por supuesto, pero que pueden no servir para nada porque no tienen una aplicación a un problema concreto. Lo mismo un observador se puede dedicar a observar la estrella que sale por el horizonte en ese momento sencillamente porque le viene bien. Nadie se dedica a una parte intermedia, supuestamente muy aburrida, que es el análisis y la interpretación de los datos, saber exactamente qué frecuencia corresponde a qué modo de la estrella”. Por eso Garrido se dedica a lo que se llama “identificación de modos”: “Utilizando la fotometría, viendo en una longitud de onda determinada y haciendo observaciones en esa longitud de onda y no en otra, puedo averiguar o tener una idea –explica- de cuál es el modo de oscilación. Entonces puedo ir al modelo teórico, identificarlo y saber exactamente qué es lo que tengo que modificar sobre la estructura interna de esa estrella”.
“En el caso del Sol –continúa-, no es necesario ese trabajo porque los modos están perfectamente identificados y ninguno tiene problemas, pero el procedimiento que se utiliza para el Sol es inservible, en cuanto empiecen a llegar los datos de otras estrellas. Por lo tanto, se necesitará un método de identificación unívoca de modos. Eso quiere decir que los teóricos podrán trabajar con unas frecuencias que ya saben asignar en su modelo teórico y los observacionales ya sabrán qué frecuencia es la que tienen que observar. Creo que es un nexo de unión que está muy desatendido, pero que es necesario para conseguir el objetivo científico final: modificar la estructura interna de las estrellas conforme uno vea las frecuencias de oscilación.”
Seguro que a este trabajo científico Garrido se entrega con ilusión, la misma que pone haciendo divulgación científica o hablando de los puentes entre cine y Astrofísica. “No sé –se queja- por qué existe en la sociedad la creencia de que los científicos no tenemos emociones, somos aburridos, nos pasamos la vida haciendo unos cálculos que nadie comprende… Yo estoy convencido de que es por puro desconocimiento. Aunque sólo fuera por vanidad –y los científicos suelen tener el ego muy alto-, es emocionante comprender algo que nadie ha comprendido antes que tú.”
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