Su carrera está marcada por la investigación en estrellas masivas. ¿Cómo son estos astros? «Mi trabajo está más orientado hacia las que tienen 20 veces la masa de esta estrella. Esta, sin embargo, tiene 8 veces la masa del Sol. Hay muy pocas, son muy luminosas y tienen un gran impacto en la evolución del Universo».

El hallazgo de la estrella supergigante azul ha sido uno de sus últimos trabajos. ¿Qué grado de importancia le otorga? «Este hallazgo es relevante porque puede permitirnos estudiar una fase de transición, de corta duración, donde los procesos físicos no son tan bien conocidos y así darnos pistas sobre cómo evolucionan las estrellas. Sin embargo, lo que es aún más interesante deriva del estudio de sus variaciones de velocidad. La importancia final del objeto dependerá de la naturaleza de esas variaciones».

¿Qué puede aportar este descubrimiento al ser humano? «El ser humano tiene una profunda curiosidad por conocer su entorno y el Universo en el que vive. A su vez, el conocimiento le produce una íntima satisfacción, no solo el de un hallazgo en concreto, sino también el del proceso necesario para llegar a él. Nuestra civilización ha alcanzado cotas de desarrollo y bienestar que están fuertemente ligadas a ese conocimiento. Un hallazgo como este, y el camino hasta él, es otra minúscula aportación que contribuye a que conozcamos nuestro mundo, cómo funciona y cómo podemos aplicar ese conocimiento».

«La relevancia de una investigación se reconoce después de un tiempo»

¿Cómo ve el futuro de la Astrofísica? «La Astrofísica es una ciencia que se ocupa de fenómenos que ocurren en condiciones y dimensiones que no podemos replicar en la Tierra. Por ello, el Universo es un laboratorio único, con experimentos que no podemos realizar aquí y que nos ayudan a comprender cómo funciona la Naturaleza en condiciones extremas. Además, está la necesidad interior del ser humano de entender este espacio. Por eso, la Astrofísica, con los vaivenes de toda ciencia, tiene un porvenir brillante».

¿Cuál es su proyecto más importante? «La importancia de una investigación se revela, en ocasiones, después de un tiempo. A mí me produjo mucha satisfacción el primer estudio que hice en 2005 sobre estrellas masivas calientes, un trabajo que arrojó nueva luz sobre ellas. Reflejó modelos estelares nuevos, en parte desarrollados en mi tesis doctoral. Aquello se convirtió en un estudio pionero sobre abundancias de estrellas masivas en galaxias cercanas».

¿Qué investigación le gustaría llevar a cabo en un futuro próximo? «Dos, en realidad. La de esta estrella Supergigante Azul y todas sus compañeras en la región del Cisne, la zona de formación estelar masiva más cercana a la Tierra. Esto último forma parte de un proyecto que esperamos hacer con el instrumento WEAVE, en el William Herschel Telescope, que se encuentra en el Observatorio del Roque de Los Muchachos. La otra investigación sería la de las estrellas en galaxias con abundancias muy bajas, cercanas a las del Universo primitivo, algo que estamos haciendo con el Gran Telescopio Canarias».

«Es muy masiva, dado que contiene 46 veces la masa del Sol, además de luminosa por contener cerca de un millón de veces más la luminosidad solar. Sin embargo, la vemos muy débil, porque está detrás de densas nubes de polvo. Hay poquísimas como ella», asegura Artemio Herrero, catedrático de la Universidad de La Laguna y miembro investigador del estudio.

La estrella supergigante azul presenta variaciones de velocidad, en días consecutivos, que rondan los 60 kilómetros por segundo. Un valor muy elevado en una estrella de masa tan grande, que implica una influencia gravitatoria considerable, algo que la obliga a desplazarse rápidamente.

Un objeto compacto

La explicación de que se trate de un objeto compacto (estrella de neutrones) gana fuerza en comparación con la posibilidad de que se trate de una estrella comparable. «El objeto compacto es más probable con los datos que disponemos, quizá incluso supondría la presencia de un agujero negro. Aún así existen otras posibilidades a considerar antes de poder estar razonablemente seguros», añade Herrero. El investigador afirma que si confirmase la versión del objeto compacto, la estrella progenitora debería haber sido una de las de mayor masa de nuestra galaxia.

Además de contar con la Universidad de La Laguna, en el descubrimiento del hallazgo también participan un personal investigador del IAC e instituciones como el Centro de Astrobiología (CAB), la Universidad de Múnich, la Universidad de Innsbruck, la UCM y la empresa Fractal. El Gran Telescopio Canarias y los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) forman parte de la red de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS) de España.

¿Por qué se decidió realizar la investigación en la galaxia Sextans A? «En ella es donde se dan las condiciones que había en el Universo primitivo. Desde su nacimiento hasta hoy en día, el ritmo al que se crean las estrellas crece en un principio, alcanza un máximo y después vuelve a caer. En Sextans A es donde mejor podemos mirar cuáles son las propiedades de las estrellas que se formaron al comienzo del Universo, cuando alcanzaron su máximo de formación estelar».

¿Qué supone, para lo que conocemos del Universo, la investigación que han llevado a cabo? «No buscamos nuevos descubrimientos sino entender y conocer cómo son las propiedades de las estrellas en las condiciones que se dan en esa galaxia. Hay modelos que nos permiten saberlas, pero queremos tener los datos que lo confirmen. El proyecto todavía está en marcha, pero hay algunas cosas que ya nos han llamado la atención. Esperábamos encontrar estrellas de mucha masa y hasta ahora no ha sido así, algo que contradice los modelos actuales. No sabemos todavía si esa falta de estrellas de mucha masa es debido a que no hay o a que no tenemos un sesgo en las observaciones».

Al final del artículo, se menciona que es necesario el Telescopio Europeo Extremadamente Grande (ELT) y un telescopio de cuatro metros de diámetro con capacidad ultravioleta para avanzar en la investigación. ¿Falta mucho tiempo para que esto suceda? «Para que tengamos el ELT aún tenemos que esperar. Es posible que lo consigamos a finales de esta década. El telescopio espacial de cuatro metros es solo un proyecto sobre el papel, ni siquiera está aprobada su financiación. Tampoco está siquiera decidido el tipo de telescopio, ni su instrumentación. Es un proyecto a largo plazo».

«El ELT nos va a permitir ver con mayor resolución espacial lo que hay dentro de esa galaxia»

¿Qué esperan descubrir cuando dispongan del ELT? «El ELT nos va a permitir ver con mayor resolución espacial lo que hay dentro de la galaxia. Con los instrumentos de observación actuales podemos llegar a tener dos estrellas y verlas muy juntas, lo que nos confunde. Con ese telescopio las veríamos más separadas y podríamos analizarlas individualmente».

¿Y con el telescopio ultravioleta? «De ese esperamos algo distinto. Las estrellas más grandes y calientes emiten gran parte de su energía en luz ultravioleta. Si las observamos desde el suelo, donde la atmósfera impide que esta luz penetre, las veríamos en la luz visible. Esto supone recibir menos energía de ellas. El telescopio ultravioleta percibe gran parte de su energía y propiedades que las caracterizan».

En el artículo se menciona que es muy importante tener en cuenta los vientos estelares cuando se estudia este tipo de estrellas. ¿Qué son los vientos estelares? «Hacen referencia a la radiación de la estrella al expulsar la materia. Cuando la liberan de su superficie, decimos que produce un viento. El campo de radiación de las estrellas expulsa tanta masa que tiene una importancia fundamental. Por ejemplo, una estrella de nuestra galaxia que tuviera cien masas solares podría llegar a perder noventa de ellas a lo largo de su vida. Sin embargo, cuando nos vamos a composiciones químicas distintas y pobres en hierro, como en el Universo primitivo, resulta que ese viento no funciona».

¿Y qué ocurre entonces? «Al no funcionar correctamente el mecanismo que produce ese viento, una estrella de cien masas solares podría conservar buena parte de esa masa. Así, cuando llegue el momento de explotar, como Supernova, podría tener ochenta masas solares. Eso quiere decir que su núcleo interior va a ser mucho más grande y mucho más masivo. Por tanto, lo que se produzca en su interior será mucho más masivo que lo que se produce en nuestra galaxia».

«En esta galaxia tenemos dos características del Universo temprano: la composición química y la presencia de estrellas muy masivas»

¿Se puede hablar de Sextans A como de un banco de pruebas del Universo primitivo? «No en todas sus características, pero sí en algunas. Y como no tenemos nada que tenga todas las características del Universo primitivo, tenemos que ir a trocitos, por así decirlo. En Sextans A tenemos dos de ellas. Estas son la composición química y la presencia de estrellas muy masivas, aunque no tantas como habíamos pensado. Y para esas dos características nos sirve de banco de pruebas para el Universo primitivo».

Entonces, ¿en esta galaxia está la clave para resolver los misterios del cosmos ? «Desde luego, sí que está la clave para que avancemos en esa dirección. El Universo primitivo tiene algunos secretos que todavía no hemos conseguido desentrañar, ya que para llegar a resolverlos necesitamos acercarnos a sus condiciones lo más posible. Si quisiéramos ser estrictos, Sextans A puede tener la clave. A lo mejor no para la respuesta definitiva, pero sí para que nos lleve a ella. Por poner un símil, no nos dirá quién es el asesino, pero nos puede dar la pista para encontrarlo».

Carolina Darias, consejera de Economía, Conocimiento y Empleo del Gobierno autonómico, admitió no conocer a la homenajeada, con la que, sin embargo, coincidió en el Auditorio Alfredo Kraus en 2017 cuando Catalina recibió el Premio Canarias de Investigación e Innovación. Además, anunció que «queremos que el legado de Catalina siga vivo, y la mejor manera de lograrlo es que los nuevos contratos posdoctorales recién creados lleven su nombre».

Por su parte, María José Guerra Palmero, consejera de Educación, Universidades, Cultura y Deportes, destacó que Ruiz Pérez estuvo muy preocupada por los aspectos éticos y científicos de la Nanotecnología, su área de conocimiento.

Varias personalidades del mundo académico iberoamericano, con quien Catalina Ruiz mantenía estrechas relaciones, participaron en la sesión de homenaje a través de la emisión de diferentes vídeos. Tanto el rector de la Universidad de Arequipa, en Perú, como varios vicerrectores y profesores, y también de Concepción, en Chile, recordaron la faceta cooperadora de la investigadora de la Universidad de La Laguna, quien les ayudó a formar laboratorios y equipos científicos. Enérgica, trabajadora, colaboradora, todos los participantes destacaron las grandes cualidades de la catedrática de Física Aplicada, quien colaboró enormemente a la construcción de la carrera investigadora de muchos de ellos.

«La Universidad de La Laguna y nuestro país pueden estar muy orgullosos de personas como ella»

Miguel Julve, catedrático de Química Inorgánica de la Universidad de Valencia, destacó algunos aspectos del perfil de la agasajada, quien obtuvo cinco sexenios de investigación, fue directora de una decena de tesis doctorales y de cuatro másteres y de 18 proyectos fin de carrera. Participó en 39 proyectos de investigación en convocatorias competitivas, fue usuaria de grandes instalaciones científicas de la Unión Europea y coautora de 255 artículos y capítulos de libro, con más de ocho mil citas y un total de 142 publicaciones en el primer cuartil. «La Universidad de La Laguna y nuestro país pueden estar muy orgullosos de personas como ella, que han contribuido al avance de la ciencia», recalcó.

Pilar Gómez Sal, catedrática de Química Inorgánica de la Universidad de Alcalá, destacó el enorme empuje de la homenajeada desde sus primeros años como investigadora, cuando incluso se presentó en un congreso de investigación en avanzado estado de gestación de su primera hija algo que, en aquel entonces, fue revolucionario en ese entorno. Sobre ella subrayó que «contribuyó a que su grupo de investigación, que tenía difractómetro desde muy temprano, algo poco habitual en aquel entonces, fuera internacionalmente reconocido. Caty disfrutaba de su trabajo, disfrutaba de la ciencia y era consciente de que para colaborar había que conocerse».

Artemio Herrero, viudo de Catalina Ruiz, tomó la palabra para agradecer al Centro académico la organización de este evento, así como la participación de investigadores de otras latitudes. En un emocionado mensaje, su compañero de vida animó a los presentes a seguir adelante: «Encaremos los días que vienen buscando la misma tenacidad que ella ejercía en todo lo que hacía».

La rectora, Rosa Aguilar, cerró la sesión recordando el «enorme prestigio» de Catalina Ruiz, tanto dentro como fuera de la universidad, recordó su etapa de vicerrectora de Investigación en plena crisis económica, con la caída de fondos de investigación y sin apenas convocatorias públicas. También hizo referencia a su conocimiento de las plataformas tecnológicas, las agregaciones público-privada y otros entornos científicos aún hoy poco conocidos en España. “Defendía la investigación de calidad en cualquier ámbito. Y mostraba orgullosa la buena ciencia que se hace en esta universidad, de la que hacía gala».

Tras el acto en el Aula Magna de Física y Matemáticas se descubrió una placa conmemorativa.

El equipo ha utilizado el Very Large Telescope (VLT) del European Southern Observatory (ESO) para llevar a cabo el VLT-FLAMES Tarantula Survey (VFTS), un cartografiado espectroscópico de cerca de 1000 estrellas masivas en 30 Dorado, un gigantesco semillero estelar, también conocido como Nebulosa de la Tarántula. El equipo utilizó el análisis detallado de unas 250 estrellas con masas entre 15 y 200 veces la masa del Sol para determinar la distribución de estrellas masivas nacidas en 30 Dorado, la llamada Función Inicial de Masas (FIM).

Los investigadores del IAC y de la ULL que también firman el artículo han jugado un papel fundamental en la determinación de las propiedades de las estrellas masivas. «La determinación precisa de los parámetros físicos de cada estrella es imprescindible. En ciencia, la evaluación cuidadosa de las incertidumbres asociadas con dichas determinaciones es básico para que nuestras conclusiones sean firmes», declara el astrofísico del IAC Sergio Simón Díaz.

Las estrellas masivas son particularmente importantes para los astrónomos debido al enorme impacto sobre su entorno. Pueden explotar como espectaculares supernovas al final de sus vidas, formando algunos de los más exóticos objetos en el Universo, como estrellas de neutrones y agujeros negros. Hasta hace poco, la existencia de estrellas con hasta 200 masas solares era motivo de controversia. El estudio demuestra que es probable que la masa máxima de una estrella esté entre 200 y 300 masas solares.

30 Dorado

El equipo decidió estudiar 30 Dorado, la mayor región de formación estelar cercana, que contiene algunas de las estrellas más masivas conocidas y determinó sus masas con nuevas técnicas observacionales, teóricas y estadísticas. La extensa muestra permitió a los científicos obtener la parte de altas masas de la FIM con la mayor precisión alcanzada hasta la fecha y mostrar que las estrellas masivas son mucho más abundantes en 30 Dorado de lo que se pensaba. Chris Evans, investigador principal de VFTS y coautor del estudio, indica: «De hecho, nuestro resultado sugiere que la mayor parte de la masa estelar no necesariamente está en estrellas de baja masa, sino que una fracción significativa se encuentra en las estrellas de gran masa».

Las estrellas son motores cósmicos y han producido la mayoría de los elementos químicos más pesados que el helio, desde el oxígeno que respiramos cada día al hierro contenido en nuestra sangre. Durante sus vidas, las estrellas masivas producen grandes cantidades de radiación ionizante y de energía cinética que liberan a través de fuertes vientos estelares. La radiación ionizante de las estrellas masivas fue crucial para que el Universo fuera de nuevo transparente a la radiación después de la llamada Edad Oscura, y su energía mecánica impulsó la evolución de las galaxias.

Artemio Herrero, investigador del IAC/ULL y otro de los coautores del estudio, explica: «Comprender la física de la estrellas masivas bajo las diferentes condiciones que encontramos desde la Vía Láctea al Universo primitivo es fundamental para conocer la evolución del Cosmos y cómo lo vemos en la actualidad».

«Nuestros resultados tienen profundas consecuencias para la comprensión de nuestro universo»

Fabian Schneider añade: «Nuestros resultados tienen profundas consecuencias para la comprensión de nuestro universo: podría haber un 70 % más de supernovas, un 200 % de aumento en la producción de elementos químicos y un aumento de 270 % en la radiación ionizante que proviene de las estrellas masivas. El ritmo de formación de agujeros negros podría aumentar un 180 %, lo que se traduciría en un aumento correspondiente en el número de fusiones de agujeros negros binarios, como los detectados recientemente por medio de la detección de ondas gravitatorias».

La investigación deja aún muchas preguntas abiertas que el equipo intentará responder en el futuro, como si son universales estos descubrimientos, si otras regiones de intensa formación estelar han producido un exceso similar de estrellas masivas o cuáles son las implicaciones exactas de este descubrimiento para la evolución de nuestro cosmos, el número de supernovas y el de sistemas productores de ondas gravitatorias.