Mario Joao Monteiro es un investigador teórico de primera categoría. Experto en la modelización solar y estelar, sus intereses científicos se centran actualmente en el análisis de la estructura interna y evolución de estrellas de tipo solar a partir de la sismología. Su objetivo es llegar a determinar los parámetros estelares fundamentales para conocer mejor cómo evolucionan las estrellas desde la pre-secuencia principal hasta los estadios más avanzados. Director desde 2006 del Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP), destaca su participación en la misión Kepler como responsable de la modelización de las estrellas de tipo solar.
¿Es posible detectar mediante la Astrosismología los cambios en la estructura interna de la estrella a lo largo de su evolución?
La Astrosismología es la herramienta más precisa que tenemos para medir los cambios que cualquier estrella experimenta cuando envejece. Al evolucionar, todas ellas modifican su tamaño y estructura interna, principalmente debido a la quema de combustible para producir energía, lo que modifica su composición. Cuando esto ocurre, se producen cambios significativos en algunas de las características de las ondas que atraviesan la estrella. Esto, mediante la Astrosismología, nos permite ver las diferencias existentes entre estrellas de distintas edades y en fases diversas de su evolución. La precisión conseguida con la Astrosismología es muy superior a la proporcionada por cualquier otro método de medida de las pequeñas variaciones en tamaño o temperatura superficial causadas por el envejecimiento.
¿Cuál es la influencia de la rotación de una estrella en su propia estructura y en la del sistema planetario en torno a ella?
En algunas estrellas la rotación puede provocar grandes cambios en su estructura interna. Son los llamados rotadores rápidos, y es muy difícil modelarlos teóricamente. En la mayoría de estrellas, la rotación es más lenta y los cambios más sutiles, pero aun así el efecto que ejerce en su evolución es muy importante. Debido al mecanismo de formación y evolución de los sistemas planetarios, están relacionadas la rotación de la estrella y la de los planetas en torno a ella. Todavía nos falta mucho por aprender sobre esto.
La Astrosismología puede ayudarnos a comprender el papel que la rotación juega en la evolución de los sistemas planetarios al describir su funcionamiento en el interior de las estrellas que ocupan el centro de los sistemas. Esta disciplina es nuestra gran baza para entender en un futuro cercano el rol de la rotación en la evolución y actividad estelar y hacer mejores modelos sobre ello.
¿De qué manera podrían modificar los modelos de evolución estelar los resultados recientes obtenidos por el satélite Kepler? ¿Qué otras aproximaciones, no astrosismológicas, pueden llevarse a cabo para mejorar los modelos de evolución estelar?
La Heliosismología estuvo detrás del gran salto cualitativo y cuantitativo experimentado por los modelos del Sol, apuntalando en las últimas décadas un importante avance en este campo. Pero el Sol es sólo una pequeña estrella con una edad determinada. Para solucionar algunas de nuestras deficiencias en el modelado de la evolución estelar, necesitamos disponer de laboratorios (¡estrellas!) con una amplia variedad de configuraciones. Kepler y CoRoT, junto con las observaciones desde tierra, están proporcionando datos críticos sobre estrellas de todo tipo. Estos resultados constituirán la base para una nueva revolución en el modelado estelar. La Astrosismología, junto con otras técnicas importantes como la espectroscopía y la interferometría, aportan datos estelares de gran calidad necesarios para poder realizar comparaciones, pruebas y, eventualmente, mejorar los modelos de evolución estelar.
El tratamiento teórico de la convección en estrellas sigue siendo un problema mal acotado también desde el punto de vista observacional. ¿Cree que la Astrosimología tiene suficiente poder observacional para obligar a utilizar mejores prescripciones teóricas que puedan explicar las observaciones?
Ciertamente, comprender la convección y hacer modelos sobre ella es una cuestión pendiente en la Física Estelar desde hace tiempo. Después de más de sesenta años de esfuerzos por parte de muchos investigadores, continúa siendo un tópico de investigación clave. La razón de ello es que se trata de un fenómeno extremadamente complejo, muy difícil de representar matemáticamente e imposible de reproducir en el laboratorio debido a las extremas condiciones físicas que existen en las estrellas. En las últimas décadas los ordenadores han permitido un gran adelanto en el estudio de la convección estelar, pero los resultados obtenidos son insuficientes si no se pueden utilizar las estrellas para validarlos. La Astrosismología es una oportunidad única para comparar en detalle lo que hacen las estrellas con los resultados obtenidos a partir de nuestros modelos y simulaciones para la convección y complementar de este modo las simulaciones numéricas y los experimentos de laboratorio. Esperemos que esto permita a los astrónomos consolidar una nueva generación de modelos estelares con una representación física más realista de la convección, que es un ingrediente clave en la definición de la estructura de las estrellas por su rol en el transporte interno de energía.
Después de HELAS, ¿cuál es la actual agenda europea para la Astrosismología? ¿Qué logros se han obtenido con esta iniciativa?
Europa tiene varios grupos en centros de investigación de diversos países trabajando en Astrosismología y en temas relacionados. Juntos constituyen un importante pool de expertos que, al colaborar entre ellos, han contribuido significativamente a la comprensión de la Física Estelar.
HELAS fue un proyecto clave subvencionado por la Comisión Europea que permitió a esta comunidad alcanzar un grado de cooperación que, de otro modo, habría sido muy difícil e incluso imposible conseguir. Gracias a proyectos relevantes, como CoRoT y Kepler, en los que participa, Europa se ha erigido en líder en muchos campos de la Astrosismología y otros afines. La cooperación fue un factor esencial para ello y esperamos que pueda continuar en un futuro.
Proyectos claves como PLATO, de la Agencia Europea del Espacio, podrían proporcionar una hoja de ruta para el futuro, en la cual tiene que ser prioritaria la cooperación europea, complementada con la colaboración con colegas de otras comunidades. Así esperamos contribuir de un modo significativo a la astrofísica estelar y no sólo a ella sino también a la astronomía de temas afines, como pueden ser los exoplanetas, la formación de estrellas y planetas, la heliofísica y la astrobiología, por mencionar algunos. El apoyo continuo a la cooperación y la consolidación del esfuerzo conjunto son requisitos importantes para el desarrollo y éxito de la Astrosismología en Europa.
XXII Canary Islands Winter School of Astrophysics
Annia Domènech