Astrofísica. [Video] Andrés Piatti: "Reportamos la primera evidencia de la colisión de cúmulos de estrellas"

Andrés Piatti es doctor en astronomía y se desempeña como docente e investigador en el Instituto Interdisciplinar de Ciencias Básicas, dependiente de la Universidad Nacional del Cuyo y CONICET.

En colaboración con Khyati Malhan, investigador de la Universidad de Estocolmo (Suecia) presentó evidencias sobre la fusión parcial de dos cúmulos estelares: IC4665 y Collinder 350. Si bien la fusión de cúmulos de estrellas binarios es algo común, lo que Andrés descubrió fue algo inusual, que aún no había sido registrado y representa un avance importante hacia muchos interrogantes sobre el universo.

La investigación fue aceptada para publicación en la destacada revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters que forma parte de Oxford Academic.

¿En qué consiste tu trabajo como astrofísico?

Mi trabajo diario como investigador consiste en plantearme cuestiones sobre fenómenos u objetos que pueblan el universo. Durante muchos años nos hemos dedicado a aprender cómo se forman y evolucionan las galaxias. Esta podría ser la gran pregunta, que no se responde de una sola vez sino que hay que ir haciendo pequeños aportes desde muchas perspectivas, en muchas especialidades. La astrofísica de cúmulos estelares es donde más he incursionado. Los cúmulos son objetos formados por decenas,miles o millones de estrellas cuya característica es que todas han nacido al mismo momento, entonces todo el cúmulo, considerado como objeto extenso (porque son muchísimas estrellas) están más o menos a la misma distancia de la Tierra. Con lo cual, si estás interesada en estudiar su física, su edad, la distancia, los procesos dinámicos que han sufrido (porque también cada estrella tiene su movimiento dentro de todo el cúmulo) podés analizar el cúmulo como un todo. Quizás te pueda interesar cómo van variando estructuralmente, porque las estrellas en su movimiento hacen que el cúmulo cambie de forma pierda muchas estrellas, etcétera. Existen un sinnúmero de tópicos que se desprenden del estudio de los cúmulos y todos esos apuntan a facilitarnos a nosotros, entender cómo es el proceso de evolución de una estrella, en concreto, cómo es el proceso de formación y evolución de una galaxia como unidad elemental del universo.

Acerca del estudio de cúmulos de estrellas…¿Cómo fue todo el proceso de detección de la colisión de dos grupos de estrellas?

Muchos resultados surgen del estudio de cúmulos. Todo lo que conocemos de la física está mucho más al alcance de la mano y se pueden relacionar mejor un montón de parámetros. Tomás una estrella aislada en cualquier parte del espacio y podés hacer todos los estudios que se te antojen. En lo que sería la astrofísica de galaxias, el estudio de cúmulos estelares te permite tener una imagen de cómo la galaxia fue dando sus pasos desde que se formó pasando por todos los cambios que tuvo. Caminando en una de estas líneas de investigación analizamos la población de cúmulos binarios (nacen de a pares) que, al estar cerquita uno de otro es muy posible que tengan la misma edad, de hecho muchas veces terminan fusionándose. Nosotros queríamos chequear con datos nuevos la cantidad de cúmulos binarios en nuestra galaxia y efectivamente los datos se mantenían más o menos igual. Metimos mano en una base de datos muy reciente, que tiene 1800 cúmulos de nuestra galaxia y empecé a seguir el análisis. Medí la distancia de cada uno de los 1800 respecto de los demás. Estamos hablando de distancias enormes…

Esto para el cálculo del centro de masa…

Por supuesto, usamos los centros de masa que es donde ves la mayor concentración de estrellas del cúmulo. Lógicamente los cúmulos tienen una distribución de densidad: hay mayor cantidad de estrellas concentradas hacia el centro del objeto y va disminuyendo a medida que te vas alejando. Una vez que tenés el centro de masa, medís la distancia de hundimiento a otro centro de masa y te sale una cantidad de distancias en muchos miles y miles de km. Ahí haces un primer barrido: nosotros sabemos que la distancia promedio entre una pareja de cúmulos binarios tiene que ser del orden de 25 parsecs. Entonces la lista se achica muchísimo porque de 1800 cúmulos quedaron algunas decenas. Entonces hice este razonamiento: si la suma de los radios de los cúmulos es igual a la distancia que lo separa, entonces los bordes de los cúmulos se están tocando. Pero ¿qué pasa si la distancia que lo separa es más chica que la suma de los radios? eso significa que se están fusionando. Debajo de esa línea cayeron unos diez o quince y éstos eran los interesantes. En principio todos se tratarían de pares binarios que en un tiempo desaparecerían. Sin embargo, antes de quedarme con esta respuesta, me fijé en las edades de cada cúmulo del par y vi que todos tenían edades totalmente diferentes: uno era muy viejo y el otro relativamente joven. ¿Qué hacen dos cúmulos que han tenido historias de formación totalmente distintas a una distancia mutua más chica que sus radios? Se están fusionando, es un choque. Esto definitivamente me sorprendió y es el comienzo del experimento. Hace como treinta años que estoy estudiando cúmulos y de toda la literatura que he leído hasta ahora no me sonaba haber estudiado o leído de un algún choque anterior (de cúmulos de estrellas no binarios), pero bueno, igual había que ser un poquito precavido y prudente. Busqué un poquito más, hice todo un relevamiento en la literatura porque lo iba a necesitar para escribir el paper. También dije: voy a buscar en la comunidad internacional algún otro colega que sea experto en calcular órbitas, entonces apareció el segundo con el que firmé el artículo (Malhan), le conté lo que tenía entre manos y se sumó como coautor. Me envió toda esa contribución suya y la ensamblamos con lo que yo tenía. Ahora hace poquito, el 8 de diciembre nos llegó la carta de aceptación y festejamos, como se imaginan fue una gran alegría.

¿Cómo hacen en astronomía para medir y tener registros de cuerpos que se encuentran a distancias tan grandes?¿Cómo analizan el tema de los errores?

Si estás estudiando un cúmulo de estrellas, hay varias que están a la misma distancia de la Tierra, entonces con todas ellas podés estimar la distancia media de ese cúmulo. Esto se hace simplemente mirando los brillos de cada estrella. En cada cúmulo tendrás estrellas que brillan muy poquito y otras que brillan mucho, algunas son muy chiquitas y tienen pocas masas solares y otras muy brillantes porque tienen muchas masas solares. Las estrellas de diferente brillo que están a la misma distancia se disponen en un diagrama de una manera muy particular, siguiendo una secuencia. En astronomía el error en algunos casos puede ser del 10, 15 hasta incluso 20 por ciento, dependiendo de lo que estés estudiando: si se trata de algún resultado muy detallado o es la primera vez que se va a dar algún valor estimado de alguna cuestión. En tal caso se conoce la calidad de los resultados y la gente los toma sabiendo que van acompañados de ese error. Con menos frecuencia que en física también pasa que hay mediciones muy exquisitas que se pueden medir con el 3, 2 o el 1 por ciento de error. Pero bueno, no es algo que desestimemos, al contrario le damos mucha importancia.

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Ciencia y colaboración internacional

Personalmente me gusta, pienso que es una manera de sumar esfuerzo y que las cosas salgan, dan muchas satisfacciones a todo el mundo. Cuando tengo algún trabajo entre manos, y tengo más o menos visto por dónde van los tiros, voy ahí y empiezo a buscar. Ahora en un buscador de Google pones lo que quieras: cúmulo, evolución, galaxia, Vía Láctea, o lo que sea, y entonces vas viendo gente que ha estado trabajando en esos temas. Les escribo un mail directamente: ¿querés sumarte? Así vamos armando equipos. Equipos para un solo paper, equipos que han servido para cuatro o cinco papers, o equipo para someter proyectos, para lo que fuera. Tenés gente de muchas nacionalidades, de muchas edades. Khyati, por ejemplo, es un PhD (doctor) muy joven que ha estado haciendo cosas en el campo y aceptó realizar el cálculo de las órbitas. Así han salido muchísimas cosas, en la mayor parte de mis publicaciones de los últimos 10, 15 años, he armado equipo de esta forma. No me acuerdo alguna vez que alguien no me haya contestado un email aunque sea por respeto o agradecimiento.

¿Cuál es el principal aporte de este descubrimiento?

Este descubrimiento es disparador de un nuevo escenario en la astrofísica, la astronomía en general, sobre todo desde el punto de vista de simulaciones, modelado y como punto de partida de más observaciones: qué pasa si colisionan dos cúmulos, cuál es la masa de los cúmulos, con qué ángulo de impacto colisionan, etcétera. El Universo tiene una dinámica, una riqueza, ese espacio que vos ves cuando a la noche levantás la vista está poblado de acontecimientos; no es una cosa fija. Uno de esos acontecimientos ha sido esto, una colisión.

¿Cómo ve la situación del sector científico a nivel global y particularmente en la Argentina?

La Astronomía a nivel mundial está muy viva, seguramente ustedes siguen el lanzamiento de James Webb, mucho más grande que el Hubble. Todo lo que implica el desarrollo, los prototipos, los chequeos, ahora el lanzamiento, la puesta en órbita. Hay muchos proyectos para desarrollarse aquí en la Tierra: ya hay telescopios muy grandes en pleno funcionamiento. Todos estos proyectos van siendo empujados y consolidados por países que tienen más medios económicos para llevarlos a cabo; no están involucrados los centenares de países que hay en el planeta, solo algunos pocos. Lo que también vemos es que a la par de esa vitalidad que se experimenta también hay toda una tensión en recortes de presupuesto. ¿Cuál es la diferencia? Es un tema de escala, tal vez ellos tienen más posibilidades y más recursos, entonces achicar les impacta menos. En los países que tenemos poco recursos, un poquito de recorte hace un eco mucho más fuerte, se nota mucho más. Para resumirles: la astrofísica y la astronomía están muy vivas a nivel mundial, pero el recorte afecta a todo el globo y, por un tema de escala ves el impacto principalmente en países menos desarrollados.

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*Agradecemos a Magdalena Pedernera por la edición del presente trabajo