sábado, mayo 26, 2007

Exoplaneta Gliese 581c: ¿un mundo como la Tierra?

Hace pocos días se produjo una fuerte conmoción en los medios de todo el mundo por el anuncio del descubrimiento (palabras más, palabras menos) de "un planeta habitable gemelo de la Tierra". Con la intención de lograr una idea más clara sobre este asunto, consultamos a la magister Andrea Sánchez de la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República, Uruguay.

Para situarnos en el tema, ¿podría ofrecernos una definición más o menos resumida de la astrobiología?

Magister Andrea Sánchez (A.S.): La astrobiología o exobiología es una rama científica interdisciplinaria, cuyo objetivo es analizar la existencia de estructuras biológicas fuera de la Tierra. En ella colaboran astrónomos, biólogos, bioquímicos, geólogos, etc..

Desde el punto de vista astrobiológico, ¿qué es, exactamente, lo que se quiere decir con habitable?

A.S.: Las galaxias son agrupaciones enormes de estrellas vinculadas por la fuerza de gravedad. Suele pasar en Astronomía que los números son tan grandes que perdemos noción del significado, pero en nuestra galaxia, por ejemplo, hay cien mil millones de estrellas.
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Representación artística del disco de polvo que rodea a Beta Pictoris.
© Subaru Telescope
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Las regiones de formación estelar en galaxias espirales como la nuestra se ubican en los brazos galácticos, en regiones ricas en gas y polvo. Hoy sabemos que la formación planetaria es un subproducto de la formación estelar, por lo tanto en torno a muchas estrellas se observaron discos, conocidos como discos de acreción, donde se están formando planetas o ya se han formado planetas.

Un ejemplo es Beta Pictoris, el primer disco circumestelar observado. Por lo tanto en relación a los lugares en que se podrían formar planetas habitables en las galaxias, podemos considerar las regiones de formación estelar, como la Nebulosa de Orión, como candidatos a formar planetas junto con las estrellas.

Dentro de los sistemas planetarios, tradicionalmente se buscan estrellas 'candidatas' no demasiado calientes o masivas (las que se conocen como de tipo espectral temprano, estrellas O, B, y A) porque su vida es corta y si bien pueden formarse planetas en torno a ellas, no darían tiempo para el surgimiento de la vida o su posterior evolución hacia la biodiversidad. De hecho las primeras estrellas observadas en busca de exoplanetas fueron del tipo solar (clase espectral G) a pesar que hoy en día hay una línea tendiente a la observación de las estrellas menos calientes, menos masivas y mas tenues como las M. Justamente, Gliese, donde se encontró el primer planeta extrasolar potencialmente habitable, es de este tipo.

En primera instancia un planeta habitable debe encontrarse en lo que se denomina la 'zona de habitabilidad', determinada por varios parámetros como por ejemplo la distancia a la estrella alrededor de la cual gira, la estabilidad de su eje de rotación, y eventualmente la presencia de un campo magnético que lo proteja del 'viento estelar' como lo hace nuestra magnetosfera, y fundamentalmente agua líquida.

Gliese 851 es una enana roja. ¿Cuán abundantes son las estrellas de este tipo, y cuáles son las posibilidades de que puedan albergar planetas habitables?

A.S.: En la vecindad solar son abundantes, hay estadísticas que hablan del 80%. Como decía antes, actualmente hay una línea de búsqueda en torno a esas estrellas. En cuanto a la habitabilidad de planetas en torno a este tipo de estrellas, hay que definir una zona de habitabilidad con los criterios antes señalados y con eso es suficiente.

¿Qué es lo que sabemos realmente sobre este nuevo planeta?

A.S.: Sabemos que gira en torno a una estrella de un tercio la masa del Sol, menos caliente y a 20 años luz de nosotros, y que se descubrió como el tercer planeta en un sistema planetario ya detectado. La estrella se llama Gliese 851 y el planeta Gliese 851c (o Gl581c).

La gran noticia es que este planeta podría ser habitable, con temperaturas del orden de las terrestres y agua líquida. El planeta fue descubierto desde el Observatorio Europeo del Sur (ESO) en Chile, en una campaña de búsqueda de once científicos europeos entre los cuales se encuentra el propio Mayor.

Por el método utilizado no es posible conocer completamente al planeta, pero por las perturbaciones gravitatorias que le provoca a su estrella se sabe que es más pesado que la Tierra y puede ser rocoso como nuestro planeta o helado con agua líquida en su superficie. El tamaño mínimo sería de una vez y media el de la Tierra.
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Representación artística del sistema planetario que rodea a la enana roja Gliese 581. El planeta con 5 masas T (Gliese 581c, en primer plano) completa una órbita cada 13 días, mientras que los otros dos lo hacen en 5 días (el tipo Neptuno, azul, Gliese 581b) y en 84 días (el más lejano, Gliese 581d).
© ESO
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De acuerdo a los cálculos teóricos debe tener atmósfera, pero la composición de la misma se desconoce, al igual que su espesor, factores que determinan la temperatura planetaria.

Dada la cercanía del planeta a su estrella ésta se vería en su cielo de 20 veces el tamaño que vemos nuestra Luna y un ‘año’ en este planeta dura 13 días.

Si bien Gliese 581 no es el tipo de estrella en la que se suelen centrar las búsquedas de exoplanetas, demoraríamos mas o menos 20 años en llegar a ella si viajáramos a la velocidad de la luz, lo que actualmente está muy lejos de nuestro alcance tecnológico, no obstante lo cual podemos considerarla una estrella cercana. Sin duda se avanza con este descubrimiento un paso enorme en el estudio de escenarios habitables fuera de nuestra Tierra.

¿Podría haber vida en Gliese 581c? ¿Y vida inteligente?

A.S.: En este punto hay que ser muy cuidadosos. El acuerdo generalizado en la comunidad astrobiológica es que en nuestra Tierra se considera vivo cualquier estructura por encima del límite de una bacteria, la cual es una forma simple de vida. De allí el gran impacto del anuncio del hallazgo de las aun discutidas “arqueobacterias marcianas” albergadas en el meteorito ALH84001.

La probabilidad de existencia de organismos simples es mucho mayor que la de organismos evolucionados y más aun si pensamos en inteligencia, lo cual ya de por sí es un concepto controversial, porque en la Tierra muchos científicos consideran que los delfines son inteligentes desde el momento que manejan un código de lenguaje.

Por lo tanto seria prematuro pensar en vida inteligente en este nuevo planeta, hasta no conocerlo mejor.

¿Podríamos los seres humanos de la Tierra vivir en Gliese 581c?

A.S.: Se desconoce la composición atmosférica de Gliese 581c, pero para los seres humanos es vital el 21% de oxigeno que contiene nuestra atmósfera y que respiramos. El oxígeno no es un elemento primordial en una abundancia tan importante, es consecuencia del metabolismo vegetal, en definitiva de la presencia de vida.

Por otra parte nuestro metabolismo está adaptado al valor de la gravedad terrestre, por eso el arduo entrenamiento de astronautas que permanecen por períodos prolongados en el espacio, y la gravedad de este planeta es diferente. Por lo cual, como decía anteriormente, todavía es muy prematuro especular al respecto.

Cuando se habla de vida en otros lugares del espacio, se piensa en vida parecida a la terrestre. ¿Podría haber realmente vida tipo Tierra en otro planeta?

A.S.: Este es un tema particularmente debatible, hay opiniones tanto a favor como en contra, y generalmente se cae en un calculo de probabilidades. Lo que sí es bastante seguro es que la vida en otros lugares compartiría con nosotros la característica de basarse en el carbono, porque es una molécula que permite una variedad de enlaces que hace que se pueda dar una diversidad biológica importante.

Los últimos descubrimientos sobre los organismos extremófilos en la Tierra demuestran que la vida es mucho más resistente de lo que pensábamos hace pocos años. ¿Cuál es su expectativa con respecto a la posibilidad de vida en otros cuerpos del sistema solar?

A.S.: Hay escenarios particularmente interesantes: Marte con su pasada historia de agua líquida, Europa (satélite de Júpiter) y Titán con sus lagos de metano, pero ninguno de ellos confirmado. Lo cual es un desafío; como dice el refrán, la ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia.

Los experimentos de las Viking siguen siendo controversiales. ¿Tiene alguna opinión al respecto?

A.S.: Creo que las misiones Viking no tenían la capacidad suficiente para registrar algo que no fuera demasiado evidente, estaban limitadas en un lugar físico fijo y los experimentos eran cuestionables en el sentido que no se podía establecer, como en efecto ocurrió, si algunos falsos positivos se debían a una detección o a contaminación desde la Tierra de los instrumentos. Hemos, como especie y como científicos, avanzado mucho desde entonces. El Soujourner, por ejemplo, se desplazó sobre Marte, y las nuevas generaciones de experimentos biológicos en Marte serán mucho mas sensibles. Ya que mencionas el caso de extremófilos, hay una parte de experimentos que se estan testeando en el Río Tinto en España, donde hay condiciones de mucha acidez en el medio y bacterias que viven allí.

Las ciencias de investigación en general, y particularmente la astronomía, no parecen ser muy lucrativas o fáciles de ejercer para un uruguayo o para los latinoamericanos, aunque en ese aspecto España parece estar despegando cada vez más. ¿Cómo es que eligió esta disciplina científica?

A.S.: Fue una opción de vida como nos pasa a todos y en general esas opciones importantes tienen que ver con nuestra historia personal. Yo provengo de una familia de la 'vieja y extinguida' clase media; nací y me crié en una quinta en el Cerro y en mi familia siempre se priorizó la educación por sobre lo material. Es algo que trato de trasmitirles siempre a mis hijos, cualquiera sea su opción laboral en el futuro. Hay cosas que no te las da el dinero, y te las da un buen libro (no un libro de texto, cualquier libro) aunque lo tengas que pedir prestado porque los libros en nuestro país son carísimos y no puedes comprarlos. Lo mismo el viajar, conocer gente, poder pensar en las cosas.
Lo más difícil fue decidirme entre la Astronomía y mi gran pasión que es la Medicina, pero lo económico nunca fue un factor determinante.

Para nuestros lectores más jóvenes de todo el mundo hispano, ¿dónde se puede estudiar astrobiología?

A.S.: Creo que México y España son las opciones latinoamericanas mas claras, pero poder, si uno tiene ganas, se puede en cualquier lado. En Uruguay hay un grupo de prestigio internacional que estudia el Sistema Solar, y eso se debe a que Julio Fernández optó por volver al país después de la dictadura y formar gente acá, y a la gente que luego salió al exterior a terminar su formación y eligió regresar. Fue un proceso largo desde el ´85 hasta ahora, pero dio sus frutos. Gracias a Julio y otros que empezaron su formación con él y después salieron y volvieron, yo pude hacer mi Licenciatura y mis estudios de postgrado acá.

¿Tiene algún consejo para dar a los estudiantes actuales y futuros que deseen integrarse a las emociones de la investigación científica?

A.S.: Que sepan que la ciencia es sumamente estimulante, que es 'divertida', y que no se queden solos. Que busquen gente que hace ciencia para ver lo que hacen, como se hace. Yo, por ejemplo, trato de que mis estudiantes de primer año participen desde el inicio en lo que se hace en el Departamento de Astronomía, que cuando van a entregar un informe de una actividad de laboratorio curricular se vayan capacitando para divulgar la ciencia. Este año estoy implementando que los de segundo año y que también fueron mis estudiantes el año pasado, 'ayuden' a los de primero, porque en unos años seguramente van a trabajar juntos.

Y por supuesto estoy a las órdenes para cualquier consulta, venga de donde venga, de cualquier persona, edad, etc..

A veces cuando voy a dar una charla la gente se asombra porque pongo en la primera diapositiva mi mail, mi teléfono celular y el teléfono de mi casa. Yo creo que debe ser así, y siempre les digo que si me llaman un domingo al mediodía es posible que tenga que devolver más tarde su llamada porque tengo nenes chicos y vienen con sus amiguitos y a esa hora se me complica. Y la gente se ríe, pero me entiende.

Datos biográficos

Andrea_Sánchez
La magister Andrea Sánchez Saldías nació en Uruguay en 1971. Estudiante de la Universidad de la República (UDELAR), obtuvo su licenciatura en astronomía en 1995, y su título de Magister en física (opción astronomía) en 2001.

Desde 1996 se desempeña como docente en la UDELAR como Asistente grado 2 en el Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias, y también es docente de astronomía en Enseñanza Secundaria. Es una referente en Uruguay para todas las consultas periodísticas que se hagan sobre astrobiología, y ha dictado varios cursos y talleres en Planetología y Exobiología.

En la imagen de la izquierda la vemos con lo que ella denomina “las dos estrellas más brillantes de su universo”, sus pequeños hijos Bruno y Sofía

miércoles, mayo 02, 2007

Los mundos helados de Julio A. Fernández

Entrevista con uno de los científicos que lideraron la propuesta para la nueva definición de “planeta”.

En 1951, Gerard Kuiper, un científico holandés-estadounidense (y antes que él, en 1949, otro astrónomo irlandés, Kenneth Edgeworth) mencionó, dentro de trabajos más amplios sobre el origen del sistema solar, que podrían existir objetos helados, tales como cometas, más allá de la órbita de Neptuno. Esto habría quedado simplemente allí, como una de las tantas posibilidades que muchas veces mencionan los científicos en sus artículos, pero sin ninguna prueba “concreta”, si no hubiera sucedido algo especial.
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Lic. Julio A. Fernández
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En 1980, el Lic. Julio A. Fernández publica un trabajo, “On the existence of a comet belt beyond Neptune'' (“Sobre la existencia de un cinturón de cometas más allá de Neptuno”), en el que demuestra que la única posibilidad de que existan cometas de período corto es que haya un anillo plano de objetos helados más allá de Neptuno. Los objetos escapados de este anillo (o cinturón) se acercarían al Sol y la acción gravitatoria de los planetas, en especial la de Júpiter, los convertirían en cometas de corto período.

Teniendo en cuenta esta primera comprobación matemática del asunto, muchos astrónomos consideran que, de no haber mediado consideraciones no puramente científicas, el Lic. Fernández debería haber obtenido el reconocimiento que le correspondía y que el actual Cinturón de Kuiper debería ser llamado en realidad Cinturón de Fernández, o al menos cinturón de Kuiper-Fernández.

Julio Ángel Fernández nació en Montevideo en 1946. En el año 1974 obtuvo su licenciatura en astronomía en la UDELAR (Universidad de la República Oriental del Uruguay). Desde 1987 ha estado a cargo de la Dirección del Departamento de Astronomía del Instituto de Física de esa casa de estudios, y desde enero de 2005 ocupa el cargo de decano de la Facultad de Ciencias de la mencionada universidad. Es el actual presidente de la Sociedad Uruguaya de Astronomía, distinción que ya había ostentado también durante el período 1994-1998.

Con un amplio prestigio internacional, el Lic. J. A. Fernández ha realizado muchísimos trabajos científicos, especialmente en el área del estudio de los cometas. Entre otras instituciones, es miembro del Comité de Nombres de Cuerpos Menores de la Unión Astronómica Internacional. Por resolución de julio de 1996 de la UAI, el asteroide 5596 fue denominado “Julioangel” en su honor.

Con su amabilidad acostumbrada, el Lic. Fernández accedió a responder un cuestionario sobre este y otros temas.
nombre

El Cinturón de Kuiper es una región en forma de disco compuesta de objetos helados que orbitan alrededor del Sol a una distancia de entre 30 a 50 Unidades Astronómicas. Es la fuente de los cometas de corta duración.
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En general, los objetos del cinturón de Kuiper serían enormes bloques de hielo, o al menos el hielo debería formar buena parte de su masa. Además, sus órbitas son altamente elípticas. ¿No deberían diferenciarse de alguna forma de objetos claramente rocosos y/o con órbitas más o menos circulares, como Ceres?

Julio A. Fernández: Es cierto. De hecho se habló durante la Asamblea General de la UAI de “planetas enanos” rocosos (caso de Ceres) y de “planetas enanos” plutonianos, correspondientes a la región transneptuniana. Esta última denominación no salió aprobada. En lo personal me parece excesivo seguir agregando nombres que terminan confundiendo al público.

Ceres fue descubierto en 1801 y por 52 años se lo consideró un planeta. Más tarde, cuando se descubrió que pertenecía a un grupo de cuerpos similares, Sir William Herschel acuñó el término asteroide (parecido a una estrella). Para el caso de la nueva clasificación, ¿no habría sido más conveniente utilizar el término “planetoide”?

J.A.F.: De hecho la palabra planetoide la utilizamos en nuestra primera propuesta escrita con Gonzalo Tancredi. Sin embargo, en la sesión plenaria de la División III de la UAI (Sistemas Planetarios) surgió una mayoría clara por la denominación “planeta enano”. En lo personal hubiera preferido planetoide o planetino, pero no tengo problema con utilizar el término “planeta enano”.

Muchos de los objetos del cinturón de Kuiper descubiertos últimamente suelen seguir órbitas muy elípticas que hacen que sólo sean detectables durante sus máximas aproximaciones y después desaparezcan durante miles de años. El hecho de que en poco tiempo se hayan descubierto varios planetas enanos similares a Plutón ¿Implica que estadísticamente debe de haber cientos o miles de planetas enanos por descubrir en los próximos siglos? ¿Esto no degradaría el uso del término “planeta”?

J.A.F.: Es muy probable. En realidad, estamos hablando del descubrimiento de cientos o miles de “planetas enanos” que no son planetas, aclaremos. Sin embargo, también es posible que se descubra un objeto mucho más grande que rivalice en tamaño con Mercurio, Marte, o incluso mayor. Si esto llega a ocurrir, ahí veremos que nombre le ponemos. Por el momento, no tiene sentido adelantarse a los acontecimientos.

El término “cuerpos menores” abarca a objetos tan diferentes como los asteroides, los cometas, y los incontables objetos transneptunianos. ¿Era realmente necesaria esa clasificación tan amplia?

J.A.F.: Sí, porque en el sistema solar nos imaginamos toda una jerarquía de cuerpos, teniendo en la cúspide a los planetas, que dominaron sus respectivas zonas de formación. En la zona intermedia tenemos a los “planetas enanos”, no dominantes en sus zonas de formación pero que adquirieron la masa suficiente para adoptar una forma cuasi esférica por equilibrio hidrostático, y finalmente en el piso a los cuerpos menores (cometas, asteroides), pedazos de roca o de roca y hielos de formas irregulares.

Una de las dificultades que presenta la nueva definición está en el punto 1c de la resolución. El término "despejar" no es muy preciso y está siendo utilizado como uno de los puntos para enfrentarla, con proposiciones tan chocantes como decir, por ejemplo, que Júpiter no es un planeta pues no ha "despejado" de su órbita a los asteroides troyanos. ¿Podría aclarar un poco el concepto, para mejor comprensión de nuestros lectores?

J.A.F.: El caso de los Troyanos es muy peculiar porque se encuentran en un nicho dinámicamente estable del sistema solar, que son los denominados puntos lagrangeanos. En todos los demás casos (cometas, asteroides) que llegan a cruzar la órbita de uno o más planetas vemos que ellos duran poco tiempo, ya que son eyectados del sistema solar por las perturbaciones planetarias.

Aparentemente, en el cinturón de Kuiper hay una probabilidad bastante alta de existencia de objetos binarios ¿Que explicación hay?

J.A.F.: Los objetos binarios se pueden explicar como resultado de colisiones mutuas que provocan la fragmentación de los objetos con la subsiguiente reacumulación de los fragmentos por gravedad mutua, en muchos casos en dos o más objetos que quedan gravitatoriamente ligados en sistemas binarios o múltiples.

¿Hay en proyecto algún sistema para detección automática de objetos transneptunianos similar a los proyectos NEAT o LINEAR de detección de cometas?

J.A.F.: Si, hay algunos tanto en los EE.UU. (Mike Brown, David Jewitt, entre otros), como en otros países. En España podemos mencionar al proyecto de José Luis Ortiz y colegas.

Podría imaginar algún posible nuevo descubrimiento que forzara a replantear la definición de planeta?

J.A.F.: Sí. Como dije algunas preguntas antes, el descubrimiento de algún objeto transneptuniano del tamaño de Mercurio o mayor podría llevar a una rediscusión del tema.

Hace apenas seis años (en octubre de 2006), Alan Stern y Harold F. Levison enviaron a la UAI sus criterios [1] para la clasificación planetaria. Según ellos, en el sistema solar habría 8 “überplanets” (los 8 clásicos, de Mercurio a Neptuno) y varios “unterplanets” (Plutón, Ceres, y varios otros objetos del Cinturón de Kuiper). Esta clasificación parecería ser una base inicial para la resolución tomada por la UAI. Sin embargo, ahora Stern ha iniciado una fuerte contraofensiva para mantener el status de Plutón como “planeta”. Muchos dicen que ese cambio se debe en parte a su actual cargo como director de la misión New Horizons, y en parte porque esa resolución supondría para los científicos estadounidenses la pérdida del crédito por haber descubierto al menos dos “planetas”, Plutón y 2003 UB313. ¿Tiene alguna opinión al respecto?

J.A.F.: No puedo hablar demasiado de las intenciones ocultas de Stern u otros. Es claro que en muchas personas la tradición de mantener a Plutón como planeta pesa mucho, en particular entre los norteamericanos, ya que en los EE.UU. se descubrió Plutón.

Usted ha sufrido en su propia persona las consecuencias de la disparidad existente entre los científicos del primerísimo mundo y los del resto (especialmente los hispano-parlantes), reflejado en la falta de reconocimiento oficial por sus logros y en la carencia de fondos para la investigación. En esta nueva batalla que se ha dado por la decisión de la UAI, parecen darse parámetros similares. ¿Es posible que la racionalidad científica pueda prevalecer sobre tantos intereses y prejuicios?

J.A.F.: En esta batalla los hispano-parlantes tenemos la satisfacción de que hemos sido escuchados y nuestra opinión tuvo un cierto peso en la decisión final. En Iberoamérica (en particular Argentina, Brasil, España y Uruguay) han surgido varios grupos de muy buen nivel en el campo de las ciencias planetarias que nos da cierto peso como región en el concierto internacional. No es casualidad que el último congreso internacional de la serie “Asteroids, Comets, Meteors” haya tenido lugar en Río de Janeiro.

Parecería que el estudio de la astronomía ha perdido fuerza en los programas de enseñanza de muchos de nuestros países, haciendo que los jóvenes, como personas y como habitantes de nuestro mundo, desconozcan nuestro lugar dentro del universo en que nos encontramos inmersos. ¿Qué propondría Ud. para convencer a la opinión pública y los responsables de la educación sobre la importancia de esta disciplina?>

J.A.F.: Es cierto que hay un desinterés de las autoridades de la educación por incluir Astronomía en los currículos escolares. En Uruguay afortunadamente la situación es un poco más promisoria ya que aparentemente Astronomía se va a mantener como disciplina independiente en los programas de Enseñanza Secundaria. Hay que insistir para convencer a las autoridades de la educación sobre el valor formativo de la astronomía, como puerta de entrada del alumno al mundo de la ciencia. Si no se logra introducirla dentro de la educación formal, pues bien, habrá que recurrir a la educación informal a través de Planetarios y Observatorios.

¿Qué fue lo que lo llevó a dedicarse a esta carrera? ¿Fue el producto de una vocación nacida en sus años jóvenes, o una decisión del momento?

J.A.F.: Efectivamente, yo soy un producto de los albores de la Era Espacial cuando se lanzó el primer Sputnik soviético. En esa época (años cincuenta y sesenta) muchos jóvenes estábamos entusiasmados con los descubrimientos que podría traer la Era Espacial.

La dedicación a una carrera de investigación científica no es algo que resulte muy remunerador para los jóvenes de hoy en día, al menos en muchos de nuestros países. ¿Qué consejo puede dar a nuestros estudiantes?

J.A.F.: Si un estudiante es realmente vocacional y tiene las aptitudes para la carrera elegida, pues que siga adelante. Debo admitir que una carrera científica supone muchos riesgos por la incertidumbre laboral, pero la recompensa de poder hacer aquellas cosas para las que uno tiene vocación es muy gratificante.

Entre sus numerosos trabajos, se cuenta la publicación de un libro, ``Si existen, ¿dónde están? La continua fascinación del hombre por la vida extraterrestre'' [2]. Sería deseable que todos lo leyeran, pero para los que no lo han hecho, quisiéramos ofrecerles al menos un resumen de su opinión. ¿Existe vida inteligente, o al menos formas de vida no inteligente, en otros lugares del universo?

J.A.F.: Por supuesto que esta pregunta no puede tener una respuesta certera por el momento. Sólo podemos hablar de convicciones íntimas que se pueden resumir así: si el universo es tan vasto, ¿por qué debemos ser los únicos seres inteligentes, por qué sólo va a haber vida en este planeta?

NOTAS:

[1] Los criterios propuestos por Stern y Levison en el año 2000 para la definición y clasificación de “planeta” pueden leerse, en inglés, en el siguiente enlace: Regarding the criteria for planethood and proposed planetary classification schemes .

[2] El libro del Lic. Fernández que aquí mencionamos recibió el Primer Premio en el Concurso de Literatura en la categoría Investigación y Difusión Científica del Ministerio de Educación y Cultura - Año 2001, y fue publicado por la editorial EUDECI/Fin de Siglo.
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La Nube de Oort es un conjunto de cuerpos cometarios que forman una gigantesca nube en forma de esfera que rodea al Sol, a una distancia de entre 50 000 a 100 000 Unidades Astronómicas (aproximadamente 1,5 años luz). Se considera que es la fuente de los cometas de larga duración.
© David Darling
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Este artículo también fue publicado como noticia en Astroseti.

martes, mayo 01, 2007

Entrevista a un astrofísico

El científico uruguayo Dr. Javier Licandro nos habla sobre el sistema solar más allá de la órbita de Neptuno… y de algunas otras cosas.

Después de la serie de descubrimientos de objetos transneptunianos ocurrida a mediados de 2005, no ha habido información reciente sobre ninguno nuevo. ¿Nos podría comentar algo al respecto?

Dr. Javier Licandro (J.L.): Según mi conocimiento, exceptuando al Dr. Brown de Caltech, quien realiza observaciones regulares en busca de nuevos objetos, el resto de los programas de búsqueda de Objetos Trans-Neptunianos (Trans-Neptunian Objects = TNOs) se realiza en forma “no regular”.
De hecho, y exceptuando otra vez a los TNOs descubiertos por Brown y sus colaboradores, los nuevos TNOs se reportan en “oleadas”. Cada tanto, y concentrados en pocos días, se descubren varios. Es el resultado de la falta de observaciones permanentes.

Este no es el caso de, por ejemplo, los Objetos Cercanos a la Tierra (Near Earth Objects = NEOs), donde hay programas de búsqueda con telescopios dedicados que se utilizan casi exclusivamente para esa tarea.

El problema radica en que para buscar los TNOs más brillantes (de magnitud menor a 20), para el resto se requieren telescopios grandes, y éstos tienen un límite de uso importante, por la necesidad de ser compartidos entre muchos investigadores y programas.

Por otro lado, sabemos que Brown y sus colaboradores tienen una estrategia muy particular para dar a conocer sus descubrimientos, y se tardan bastante en darlos a publicidad. No sería de extrañar que ya haya algún nuevo objeto interesante, y que recién nos enteremos dentro de unos cuantos meses.
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El Dr. Javier Licandro del IAC (a la izquierda) y el Dr. Humberto Campins de la Universidad de Florida Central (a la derecha)
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¿Cuál es su opinión con respecto a Plutón? ¿Debe seguir siendo considerado un planeta? ¿Y qué pasa con Xena; podría ser el décimo planeta?

J.L.: Parece claro que, físicamente, habría que “degradar” bastante la definición de planeta para que Plutón pudiera seguir siendo considerado como tal.

Desde su descubrimiento en 1930, sabemos que Plutón es un objeto anómalo: su tamaño y su órbita no encajaban con las de los otros ocho planetas.

Puedo entender que se esgriman razones históricas o sociales, pero no comparto esa opinión. ¿Cuántos objetos han cambiado su clasificación desde que la astronomía es ciencia? Objetos que por muchos años fueron considerados de determinada manera, han dejado de serlo. Y sinceramente, las razones “sociales” para seguir clasificándolo como planeta me parecen ridículas. Por esas mismas razones sociales, la Tierra debería seguir considerándose plana y el centro del universo.

El público no es tonto; si las cosas se explican razonablemente, las entienden y las aceptan.
Comparación_Xena_Plutón_Luna_Tierra

De izquierda a derecha: 2003 UB313 (Xena), Plutón; la Luna, la Tierra.
© Minor Planets Program
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En el caso de 2003 UB313 (en ningún caso se lo puede llamar Xena; hay procedimientos para la adjudicación de nombres que deben ser respetados por todos), es un objeto más grande que Plutón y un TNO extremadamente interesante, ya que junto a Plutón, a 2055 FY9 y a Tritón (que se cree es un TNO capturado como satélite por Neptuno), pertenece a un grupo que posee abundancia de metano en su superficie.

Pero es nada más y nada menos que el TNO más grande conocido hasta ahora. Es una pena que la trascendencia de un descubrimiento de este tipo se vea empañada por una tonta consideración estratégica que no hace ningún bien a la imagen de la ciencia ante la opinión pública, y me temo que tampoco favorece a sus descubridores, ni ante sus pares ni ante el público en general. Con toda la admiración que merecen un programa tan exitoso y un grupo de colegas tan capacitados, creo que están cometiendo serios errores de comunicación.

Estos TNOs son los más grandes que conocemos, pero seguramente se encontrarán más. ¿Deberán ser considerados planetas si tienen más de 1 000 kilómetros de diámetro? Sinceramente, me parece que no. Para mí, un planeta debe ser un objeto singular en la región donde se encuentra, no uno más dentro de una amplísima población.

Pero asumamos que encontramos algún criterio para establecer un diámetro mínimo, por encima del los TNOs son planetas. Entonces nos enfrentaremos con un gran problema: ¿qué pasa con los objetos que están justo en ese límite?

Cuando determinamos el tamaño de un objeto, lo hacemos con un cierto margen de error, que en caso de los TNOs suele ser bastante grande. Principalmente, lo logramos con la determinación del albedo, lo que implica mediciones muy dificultosas y modelos poco precisos. Es así que, por ejemplo, basados en los mismos datos, dos grupos dan dos valores diferentes para 2002 TX300: unos dicen que es de 0,08, mientras que otros dicen que es de 0,19. Repito: mismos datos, diferentes modelos. De modo que, ¿qué haríamos con un objeto que para un método de determinación del albedo resultara ser un planeta, y que luego con un modelo diferente o con una mejor observación dejara de serlo y hubiera que quitarle su categoría? Lo dicho, una confusión total...

Aparentemente, nuestro cinturón de Kuiper pertenece al grupo de los “angostos”, lo que podría indicar la presencia de una compañera estelar, una enana roja o una enana marrón, que lo mantendría dentro de límites bien definidos. ¿Cómo es posible que todavía no hayamos detectado algo tan grande en nuestras cercanías?

J.L.: Como dice la pregunta, “podría indicar”, así que no está claro que exista en realidad. De todos modos, eso “tan grande”, dependiendo de la distancia, podría no ser demasiado brillante. Por otro lado, para encontrar objetos así hay que buscarlos. Objetos relativamente brillantes como 2005 FY9 han sido registrados en imágenes desde mediados del siglo XX, pero hasta que se estableció un programa para buscar TNOs brillantes, nadie se percató de su existencia.

Habrá que ver qué es lo que pasa en el futuro con macro-proyectos de búsqueda del estilo Pan Stars.

Quedan todavía alteraciones en la órbita de Neptuno que delatarían la presencia del famoso “décimo planeta”, pero ni Plutón ni 2003 UB313 pueden explicarlas. ¿Debería haber un objeto tamaño Tierra en el Cinturón de Kuiper para resolver el problema, o quizás bastaría la presencia de esta hipotética compañera estelar?

J.L.: Está claro que los objetos del tamaño de los TNOs no son suficientes, pero no descartaría otras opciones. Habrá que seguir investigando tanto desde el punto de vista observacional, como del teórico.

Hay quienes opinan que los grandes objetos de Kuiper encontrados hasta ahora tienen más satélites que los que les correspondería estadísticamente (se dice que solamente un 11% de ellos debería tenerlos). ¿Cuáles son las teorías sobre los procesos que llevan a este exceso?

J.L.: Creo que todavía estamos en pañales como para poder decir cuántos TNOs deberían tener satélites. Como siempre, cuando las teorías no coinciden con los datos hay que ajustar o cambiar la teoría, o ajustar los parámetros que introducimos en nuestros modelos teóricos y que hasta ese momento considerábamos válidos.

La cantidad de satélites depende del proceso de formación y evolución de los TNOs. Cosas como su estructura y densidad, o la frecuencia de colisiones (que tiene que ver con la cantidad y distribución de tamaños de la población original de TNOs), son parámetros fundamentales de estos modelos.

El proceso es el método científico de siempre: observamos, vemos que hay TNOs binarios, hacemos teorías, prevemos cosas como la fracción de TNOs binarios, volvemos a observar para comprobar si los resultados son los esperados, y ajustamos las teorías a las nuevas observaciones. Y así una y otra vez. En eso estamos ahora, siguiendo este proceso.

Usted se especializa en objetos del Cinturón de Kuiper y en otros cuerpos menores. ¿Cuál es la importancia del Cinturón en nuestra búsqueda de conocimientos?

J.L.: El cinturón trans-neptuniano es un residuo fósil de la formación del sistema solar. Los TNOs son objetos primitivos, planetesimales creados en los primeros estadios de la formación planetaria que, por diferentes causas, no llegaron a acretar en un cuerpo mayor.
Dado su pequeño tamaño y gran distancia al Sol, a la que se han mantenido desde entonces, el material que los constituye se ha modificado poco o nada.
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El Cinturón de Kuiper, más allá de la órbita de Neptuno.
© Solstation
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Por el contrario, el material que formó los planetas o incluso el que quedó en forma de asteroides en el cinturón principal, ha sido modificado enormemente. Los procesos de diferenciación gravitacional han sido muy importantes y han producido cambios metamórficos radicales.

Esto no ha ocurrido en los TNOs, por lo que su estudio nos brinda la oportunidad única de analizar el material primigenio que dio lugar al sistema planetario.

Por otra parte, y en particular los de mayor tamaño, nos permiten también estudiar procesos que se dan en otros astros helados, como en el caso de varios satélites de los planetas gigantes. Estos cuerpos, si bien se han formado en regiones similares, lo han hecho en condiciones diferentes, y las interacciones con sus planetas han jugado un rol importante en las estructuras geológicas que presentan en la actualidad. De modo que el estudio de los procesos en los TNOs nos podrá mostrar similitudes y diferencias con los procesos en los satélites helados.

Finalmente, los TNOs y los cometas están íntimamente relacionados. Los cometas de corto período, también conocidos como la familia de Júpiter, son pequeños TNOs, probablemente restos de colisiones entre TNOs que han sido enviados a las cercanías del Sol por perturbaciones gravitatorias de los planetas gigantes.

Sabemos que los cometas tienen moléculas orgánicas complejas, y los estudios de las superficies de los TNOs van en la misma dirección. La Tierra, desde sus inicios, ha recibido el impacto de cometas; la materia cometaria se ha integrado a la biosfera terrestre y puede ser una de las fuentes de compuestos orgánicos que han dado lugar a la vida sobre nuestro planeta.
¿Quién sabe, entonces, si nuestro origen como especie no se puede buscar en los TNOs...?
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La Nube de Oort, rodeando completamente al sistema solar.
© www.daviddarling.info
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¿Cuáles son las principales diferencias entre el Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort?

J.L.: Básicamente, mientras que el Cinturón está formado por cuerpos que siguen allí desde que se formaron, la Nube de Oort está compuesta por objetos que se formaron en la región ocupada actualmente por los planetas gigantes y que fueron dispersados por estos últimos, especialmente por Júpiter.

Por esa razón, la Nube es más extendida y esférica, mientras que el Cinturón es una región estrecha y aplanada, como el disco del cual se originó.

Además de Sedna, ¿se han descubierto otros objetos en la Nube de Oort?

J.L.: No, Sedna es el único que conocemos hasta el momento. Por otro lado, Sedna forma parte de una región particular de la Nube, algo que Julio Fernández postuló en 1996 y al que le dio el nombre de “núcleo central de la Nube de Oort.

Sedna no solamente es grande, sino que además fue descubierto cerca de su perihelio, cuando tenía una magnitud de V=21,5. El 99 por ciento del tiempo, luce mucho más débil.

Hay que hacer notar que no se trata solamente de objetos necesariamente poco luminosos debido a la distancia en que se encuentran, sino que también se mueven muy despacio, lo que implica que para su búsqueda sea necesaria una estrategia algo diferente a la utilizada para localizar TNOs. Resulta imprescindible un programa de búsqueda específico, con telescopios grandes, y lamentablemente es muy difícil que se otorguen tiempos de uso tan prolongados para este tipo de observaciones en los telescopios de 3-4 metros.

Con relación a la masa del sistema solar, ¿cuál es la incidencia del Cinturón y de la Nube?

J.L.: Realmente muy poca, ya que en su totalidad no suman más allá de unas tres masas terrestres y se encuentran dispersos en un volumen gigantesco. Debemos recordar que apenas son los residuos de la formación de nuestro sistema planetario.

¿Los satélites de los TNOs son estables, o podría haber un intercambio más o menos común entre los objetos que los poseen?

J.L.: Aún conocemos muy poco sobre este tema; estamos descubriendo nuevos satélites, incluso de Plutón. Creo que todavía hay mucho camino que recorrer para comprender el mecanismo de formación de los satélites.

Lo que si puedo decir es que no veo muchas posibilidades de “intercambio” de satélites, ya que la densidad de los objetos es muy baja. También está claro que hay algunos casos, como el de Caronte, en los que se ha alcanzado una situación de estabilidad, pero no creo que esto sea algo completamente generalizable.

Todavía no tenemos una respuesta sobre el misterio de la disminución de velocidad de las Pioneer. ¿Alguna teoría al respecto?

J.L.: Para ser sincero, ni idea.

No es fácil encontrar un científico uruguayo en “ciencias duras”. ¿Cómo fue que llegó a estar donde está, cuales fueron sus esfuerzos anteriores y cuáles son sus expectativas de futuro? ¿Puede dar a los jóvenes uruguayos, y a los sudamericanos en general, algún consejo para integrarse al estudio de la astronomía?

J.L.: Bueno, creo que será tan fácil encontrar un científico uruguayo en las ciencias puras como en cualquier otra actividad en general, en proporción al número que habitantes. Es que somos poco más de tres millones de personas. Sin embargo, si los hay en astrofísica; bastantes y bien conocidos. Algunos han llegado a posiciones muy importantes, como Daniel Altshuler, que fue director de Arecibo, o Félix Mirabel que actualmente tiene un alto cargo en ESO.

Yo me vine a hacer la tesis doctoral al IAC, ya que en Uruguay aún no teníamos esa posibilidad, y diversas circunstancias familiares me han obligado a quedarme en Canarias.
nombre

Grupo de Telescopios Isaac Newton, Roque de los Muchachos, La Palma.
© IAC
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Las cosas no son fáciles; muchas veces hay que remar contra la corriente. Yo creo que el secreto esta en trabajar mucho e intentar estar atento a las posibilidades que se tienen al alcance. La investigación es un proceso creativo, pero que requiere de un enorme esfuerzo, de mucha dedicación. No alcanza con ser Einstein; de esos hay unos pocos. Quien quiera dedicarse a esto tiene que ser conciente de que deberá trabajar muchísimo para alcanzar sus metas, y estar dispuesto a “sufrir”, o como diríamos en Uruguay, “a sudar la camiseta”.

He conocido a varios estudiantes brillantes que luego no avanzaron en su carrera porque no se quisieron comprometer con el esfuerzo necesario, o a los que su brillantez no estaba acompañada por la inquietud propia necesaria en un proceso creativo.

Entonces, el consejo para todo el que quiera dedicarse a esto, es que tiene que trabajar muchísimo, abrir bien los ojos y ser una persona inquieta y siempre dispuesta a aprender de los demás.

Estoy un tanto apartado de la realidad sudamericana; bastante tengo con sobrevivir en la europea, que no es nada fácil.

Tengo casi 40 años y más de 40 artículos publicados, y aún me queda mucho camino por recorrer antes de obtener lo que quiero, una plaza de investigador en un instituto español como el IAC. Esa es mi meta. Hay mucha gente muy buena esperando por un lugar.

Me resulta muy difícil, entonces, dar un consejo específico para los jóvenes uruguayos y los sudamericanos en general. No sabría qué decirles. Es evidente que desde un punto de vista profesional, Europa o EE.UU. ofrecen unos medios muy superiores, pero que nadie piense que es fácil. Aunque sí creo que es positivo que hagan una tesis doctoral o un post-doc en un centro del primer mundo. Después, ya verán qué es lo que les depara el futuro.

Datos biográficos

El Dr. Javier Licandro nació en Montevideo, Uruguay, el 17 de octubre de 1966. Obtuvo su licenciatura de astronomía en la Facultad de Ciencias de la Universidad de la República en Montevideo, y el doctorado en la Universidad de Laguna, en el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

Fue docente del Departamento de Astronomía de la Facultad de Ciencias, y dirigió el Observatorio de Los Molinos, un pequeño observatorio universitario en el Uruguay.

Gracias a una beca del Instituto Cooperativo Interamericano (ICI), realizó su tesis en Tenerife, y luego fue operador, durante un año, en el Teide. Posteriormente fue astrónomo de soporte en el Telescopio Nazionale Galileo (Telescopio Nacional Galileo = TNG) durante 2 años y medio, y desde julio de 2002 es astrónomo de soporte en el Grupo (de telescopios Isaac Newton (Isaac Newton Group = ING), trabajando en el Observatorio de Roque de los Muchachos en La Palma. Es, además, investigador asociado del Instituto de Astrofísica de Canarias.

Esta interesante nota realizada al Dr. Javier Licandro fue también publicada como noticia en Astroseti.