Bill Chaplin es un excelente comunicador, como seguro corroborarían sus estudiantes de la University of Birmingham (Reino Unido),donde enseña Física Solar y Estelar. En los últimos años, este experto en análisis de datos ha trabajado con BiSON (Birmingham Solar Oscillations Network), una red de seis observatorios que monitorizan los modos de oscilación de bajo grado en el Sol. Recientemente ha dado el salto del Sol a otras estrellas, y es el actual responsable del grupo de trabajo de estrellas de tipo solar de la misión Kepler. En esta entrevista, recuerda los orígenes de la Heliosismología y aclara algunas de las grandes cuestiones actuales de esta disciplina y su compañera: la Astrosismología.

Nos gustaría que nos explicara los comienzos de la Heliosismología. ¿Es posible comparar la calidad de las observaciones realizadas actualmente con Kepler con las primeras hechas en Heliosismología?

La historia de la Heliosismología se remonta a finales de los años cincuenta, cuando Bob Leighton y sus colegas en el CalTech comenzaron a estudiar los patrones de convección en la superficie solar. Lo que encontraron, el descubrimiento de que regiones definidas de la superficie solar inspiraban y expiraban suavemente (es decir, oscilaban) con un periodo de unos cinco minutos, dio paso al nacimiento de un nuevo campo en la Astrofísica. Esta primera fase de descubrimiento observacional de la Heliosismología fue completada aquí en Tenerife a mediados de los años setenta por un equipo de físicos de Birmingham y el IAC. Mostraron que las suaves pulsaciones eran de naturaleza global: todo el Sol oscilaba debido a las ondas de sonido atrapadas en su interior.

Los primero datos obtenidos con Kepler presentan muchas ventajas respecto a esas primeras observaciones del Sol desde tierra, la más obvia es que son prácticamente ininterrumpidos (sin cortes por el ciclo día-noche) y abarcan periodos de un mes e incluso más tiempo. También nos beneficiamos de más de treinta años de saber acumulado en Helio y Astrosismología sobre cómo llevar a cabo el análisis de datos.

¿Qué aporta el análisis simultáneo de varias estrellas, en comparación con el individual, como hace por ejemplo Kepler?

El mayor avance que por el momento ha supuesto Kepler es la capacidad de recolectar excelentes datos de más de 500 estrellas de tipo solar. Antes de Kepler, teníamos datos de oscilaciones de sólo 25 estrellas de tipo solar. Este fantástico salto hacia adelante nos permite hacer estudios de calidad y fuera de las tendencias en una muestra de estrellas lo bastante grande para que puedan tenerse en cuenta los efectos estadísticos de manera apropiada. También tenemos la posibilidad de seguir el “Sol en el tiempo”: podemos seleccionar una secuencia de estrellas con la misma masa que el Sol pero distintas edades y abrir ventanas al pasado y al futuro de nuestra propia estrella.

Asimismo prestaremos especial atención a las mejores estrellas que Kepler va a observar. Durante toda la misión, entre 50 y 100 estrellas de tipo solar tendrán sus oscilaciones monitorizadas de modo continuo. Esto nos proporcionará conjuntos de datos de una duración que por el momento sólo hemos podido conseguir para el Sol.

La definición, desde el punto de vista teórico, de estrellas de baja masa, objetos subestelares, enanas marrones y planetas gaseosos, se basa en la capacidad de generar energía mediante reacciones nucleares. ¿Usted cree que sería posible distinguirlos claramente a partir de las observaciones astrosismológicas?

Hay varios aspectos importantes que fijan si podemos o no detectar oscilaciones. Las propiedades intrínsecas y características internas de un cuerpo establecen la intensidad de sus oscilaciones (por ejemplo, las variaciones relativas de los cambios de brillo debidos a las oscilaciones). La distancia entre el cuerpo y nosotros determina su brillo aparente: cuanto más lejos está el objeto, menos luz recibimos de él y más difícil es detectar oscilaciones de una intensidad dada (los datos contienen más ruido). Este problema se agrava en los cuerpos que son intrínsecamente muy débiles (como los mencionados en la pregunta). La combinación de estos factores dificulta mucho detectar oscilaciones en estos cuerpos. Por ejemplo, desde hace mucho tiempo se intentan detectar oscilaciones en Júpiter y sólo recientemente estas tentativas podrían haber sido coronadas por el éxito.

¿Pueden detectarse oscilaciones sísmicas en todas las estrellas de tipo solar?

Nuestra capacidad para detectar oscilaciones depende hasta cierto punto de cuán lejos la estrella está (ver la respuesta anterior). Si un objeto está lo bastante próximo, entonces depende de la combinación de sus propiedades intrínsecas. Me encantaría aceptar la hipótesis de que todas las estrellas pulsan a una u otra escala (que se trata de una característica ubicua en ellas). Podría haber una física interesante que estuviera limitando en algunas de ellas la intensidad de las oscilaciones y de este modo haciendo que su detección sea muy complicada. ¡Parte de los nuevos resultados de Kepler muestran que los campos magnéticos fuertes (que generan algo parecido a las manchas solares en nuestro propio Sol) hacen justamente esto!

¿Se conocen estrellas de tipo solar que no “actúen” como tales? Por ejemplo con radios y masas distintas de los previstos.

Voy a contestar a esta pregunta desde un ángulo que puede parecer un poco inusual: ¡incluso las pequeñas diferencias son apasionantes! Las diferencias no necesitan ser dramáticas para ser significativas. La ciencia sería muy aburrida si todas nuestras teorías fueran correctas desde que ven la luz (de hecho, sería un mundo muy irreal…). Es por esto que el avance se lleva a cabo poniendo a prueba la teoría con nuevas observaciones. Los datos de Kepler son lo bastante buenos para permitirnos evaluar la física en las condiciones exóticas que pueden darse en los interiores estelares, y ya conocemos varios aspectos de la teoría que hay que mejorar para explicar las pequeñas discrepancias que vemos en muchas estrellas.

Nuevos datos y de mayor calidad aportan mejoras a nuestras teorías, del mismo modo que las recientes revelaciones a partir de los datos observacionales plantean nuevos y mas exigentes requerimientos sobre nuestros conocimientos.

XXII Canary Islands Winter School of Astrophysics

Annia Domènech