¿Qué son las enanas blancas? «Son estrellas muy compactas, es decir, tienen mucha masa concentrada en un tamaño muy pequeño. Esa gran cantidad de masa puede llegar a afectar a otros cuerpos a su alrededor como es el caso en los sistemas binarios compactos, donde una enana blanca orbita junto a otra estrella mientras le roba material a esta».

¿Qué implicaciones pueden tener estas estrellas en la configuración de los sistemas solares? «Estas estrellas pasan antes por un proceso de agigantamiento en la que engullen a algunos de los planetas que podía haber con anterioridad a este proceso. Los materiales de esos planetas acaban en la atmósfera de la enana blanca, y es gracias a su estudio que podemos saber de qué estaban compuestos los planetas que se encontraban orbitando a la estrella progenitora».

¿Cómo de común es encontrarnos con sistemas binarios con enanas blancas? «Es bastante común. Gran parte de las estrellas de nuestra galaxia van a pasar o han pasado por esta fase de compactación. Además, lo más normal es que las estrellas se formen en grupos y surjan acompañantes a las enanas blancas. Lo raro es encontrarnos estrellas solitarias como el Sol».

«Animo al estudiantado a que no se rinda ante el rechazo de una beca doctoral»

¿Qué instrumentos suelen usar en estas investigaciones? «Usamos tanto telescopios que observan el espectro visible y el infrarrojo. En especial, trabajamos con el Gran Telescopio Canarias (GTC) en La Palma, que es un telescopio muy potente. Para poder realizar imágenes y espectros de objetos que orbitan a velocidades muy altas, es fundamental contar con la mayor cantidad de fotones en la menor cantidad de tiempo posible, de ahí que utilicemos telescopios de gran tamaño como el GTC, los VLT de Chile o el Keck de Hawái gracias a colaboraciones con Estados Unidos».

¿Qué labores suele realizar alguien que se dedica a la investigación? «Depende del momento de tu carrera en el que te encuentres. Durante el doctorado te dedicas casi al completo a la investigación y a establecer colaboraciones internacionales. La ciencia no se puede concebir sin esta cooperación. Una vez que logras afianzarte en algún lugar, dedicas la mayor parte del tiempo a la formación de nuevos investigadores, dirigiendo tesis doctorales y trabajos de fin de grado o de máster, aunque todavía es posible seguir dirigiendo proyectos de investigación».

¿Qué recomendaciones daría a estudiantes que se quieren dedicar a la investigación? «Las carreras investigadoras no son fáciles. Hay que moverse por el mundo y formarse con distintos grupos internacionales, además de disfrutar del trabajo. Es por este motivo que animo al estudiantado a que no se rinda ante el rechazo de una beca doctoral. Debemos perseguir lo que realmente nos apasiona».

«Los países que más invierten en investigación son los que alcanzan mayores niveles de bienestar»

¿Qué implicaciones puede tener para la investigación el nombramiento del Grado en Física como el mejor de España? «Es una maravilla. La investigación en física en la Universidad de La Laguna es muy relevante incluso a nivel internacional. Esto a su vez genera un efecto llamada de alumnado muy capaz que se traduce en investigadores excepcionales que salen del grado. Es importante mantener esto y, si es posible, mejorarlo».

¿Cómo de importante es la inversión que se realiza en la investigación espacial?  «La inversión en investigación es fundamental. Está demostrado que los países que más invierten en investigación básica son los más exitosos y los que alcanzan mayores niveles de bienestar. La investigación en física se nutre de los otros campos de investigación y viceversa, además de buscar respuestas existenciales que afectan al conjunto de la humanidad, como puede ser conocer qué pasará con nuestro planeta en el futuro».

Se podrán recoger ejemplares gratuitos en papel del calendario en formato póster hasta agotar existencias en la Recepción de la sede central del IAC, en La Laguna, y en la del Centro de Astrofísica en La Palma, en Breña Baja.

Los agujeros negros pueden alimentarse de una estrella cercana y crear vastos discos de acumulación de gas y polvo.  El efecto de la fuerte gravedad del agujero negro y el propio campo magnético del material puede provocar que el sistema en su conjunto emita niveles de radiación que cambian rápidamente. Esta radiación es la que ha sido detectada en el visible por el instrumento HiPERCAM del Gran Telescopio Canarias (GTC) y en rayos X por el observatorio NICER de la NASA a bordo de la Estación Espacial Internacional.

Diez mil años luz de distancia

El sistema de agujero negro estudiado se llama MAXI J1820+070 y fue descubierto por primera vez a principios de 2018. Está a sólo diez mil años luz de distancia, en nuestra propia galaxia. Tiene una masa equivalente a siete soles, pero comprimida en una región del espacio más pequeña que la ciudad de Londres. Investigar estos sistemas suele ser muy difícil ya que son demasiado pequeños y muy débiles para ser vistos. Sin embargo, los instrumentos HiPERCAM y NICER permiten a los investigadores crear películas, a más de trescientos fotogramas por segundo, de la luz cambiante del sistema, capturando fulguraciones violentas de luz visible y de rayos X simultáneamente.

Para la película que acaba de presentarse se utilizaron datos reales, pero se redujo a una décima parte de la velocidad real para permitir que las fulguraciones más rápidas fueran detectadas por el ojo humano, ya que algunas de ellas duran tan solo unos pocos milisegundos y el material alrededor del agujero negro es tan brillante que eclipsa a la estrella que está consumiendo. Los investigadores  comprobaron cómo los destellos más rápidos en luz visible surgen una fracción de segundo después de los rayos X, algo que ya se había visto en dos sistemas que contienen agujeros negros, pero nunca con un nivel de detalle como ahora.

Según John Paice, estudiante de posgrado de la Universidad de Southampton y autor principal del estudio, «el hecho de que ahora lo hayamos visto en tres sistemas, refuerza la idea de que se trata de una característica común de estos agujeros negros en crecimiento. Si es cierto, puede que nos esté diciendo algo fundamental sobre cómo funcionan los flujos de materia alrededor de estos enigmáticos objetos cósmicos».

«Datos increíbles»

Comprender la física y la naturaleza de estos flujos de materia alrededor de los agujeros negros es un tema candente de investigación astrofísica. Tariq Shahbaz, investigador del IAC que ha participado en el estudio, considera que «los datos obtenidos con HiPERCAM son increíbles ya que las observaciones sugieren que podríamos estar viendo signos de estratificación dentro de las regiones cercanas a la base del jet».

Por su parte, Romano Corradi, director del GTC, destaca cómo la nueva instrumentación está ayudando a una mejor compresión de estos fenómenos: «Estos resultados son un claro ejemplo de cómo la combinación de la gran área colectora del GTC y las capacidades únicas del instrumento HiPERCAM de poder obtener imágenes a gran velocidad y en varios colores simultáneamente, están abriendo nuevas áreas de estudio de los fenómenos en rápida evolución en el Universo».

La investigación ha contado con el apoyo financiero del Science and Technology Facilities Council (Reino Unido), la Universidad de Southampton, la UK-India Education and Research Initiative Thematic Partnerships, la Comisión de Becas Universitarias (India), el Programme National Hautes Energies (Francia), la Agence Nationale de la Recherche (Francia), el Ministerio de Economía y Empresa (España), la Academia de Finlandia y el Consejo Europeo de Investigación.

Los resultados del estudio se han publicado en la prestigiosa Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

En la reunión también participaron: Carolina Darias, consejera de Economía, Empleo y Conocimiento del Gobierno de Canarias; José Antonio Valbuena, consejero de Transición Ecológica, Lucha contra el Cambio Climático y Planificación Territorial del Gobierno de Canarias; Alicia Vanoostende, consejera de Agricultura, Ganadería y Pesca; Mariano Hernández Zapata, presidente del Cabildo de La Palma; Anselmo Pestana, vicepresidente del Cabildo de La Palma; Ana María de León Expósito, directora insular de la Administración General del Estado en La Palma; José Moya, director de la Agencia Canaria de Investigación, Innovación y Sociedad de la Información; Yeray Rodríguez, alcalde de Garafía, y en repersentación de Vicente Rodríguez, alcalde de Puntagorda, asistió la primera teniente de alcalde Silvia Martín.

El presidente del Gobierno de Canarias confirmó que este órgano administrativo hará «el máximo esfuerzo» para permitir la instalación del TMT en La Palma y subrayó la «importante apuesta» que supone el TMT ya que, en caso de construirse, se trataría de «la principal infraestructura científico tecnológica en España y una de las diez más importantes en Europa».

Torres señaló que la ubicación del TMT en La Palma supondría una inversión directa en la Isla  durante 70 años de, al menos, 25 millones de euros al año. «No quiero ser optimista, sino realista; vamos a tener todos los permisos en las próximas semanas», aseguró.

Un mensaje importante

Por su parte, Rafael Rebolo resaltó que este encuentro «clarifica la unanimidad de las instituciones canarias en apoyo al proyecto», un mensaje que considera «importante que llegue al Consorcio internacional». También recordó que fue el 24 de julio cuando dicho Consorcio decidió solicitar la licencia de construcción y que «hasta entonces se ha estado trabajando durante años en preparar todos los documentos». Estos documentos incluyen los estudios exhaustivos que se realizaron para lograr una declaración de impacto medioambiental favorable.

El director del IAC destacó, además, que «las administraciones están reaccionando de una manera extraordinaria, positiva, para conseguir que en el plazo de un par de meses las licencias estén concedidas». Finalmente, señaló que «en la reunión del Consejo del Consorcio prevista para finales de octubre, quizás puedan tomar la decisión de considerarnos como el sitio preferente».

En la reunión se analizó las características del proyecto y especialmente las condiciones impuestas para que tenga el máximo respeto al medioambiente. El proyecto recoge un compromiso rotundo de vertido cero. También se destacó que el TMT será 10 veces más potente que el GTC, pero ocupará menos del triple del espacio que ocupa el mayor de los telescopios palmeros, es decir, menos del 0,5 por ciento del área del Observatorio.

En la cumbre de la ciencia internacional

Los asistentes coincidieron en que el TMT pondrá a La Palma en la cumbre de la ciencia internacional ofreciendo una oportunidad a cientos de sus jóvenes para desarrollar una carrera científica y tecnológica, ya que la inversión se traducirá en más de 500 puestos de trabajos permanentes tanto directos como indirectos.

Tras la reunión, la comitiva visitó el Gran Telescopio Canarias y divisó desde su cúpula la fracción de terreno, perteneciente al municipio de Puntagorda, donde serán solicitados los permisos para edificar el TMT.

Los observatorios del IAC y el Gran Telescopio Canarias forman parte de la red de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares de España.

Hasta la fecha, ha realizado más de catorce mil horas de observación y ha producido datos científicos que han permitido la publicación de cerca de 450 artículos en revistas de primer nivel. Hoy en día, explica Romano Corradi, director del Grantecan, «es una máquina muy eficiente de producir datos científicos, comparable con los otros grandes telescopios de Hawái o Chile. Su eficiencia, acoplada con la gran apertura del telescopio, su sofisticada instrumentación y la posibilidad de ajustar las observaciones según las condiciones meteorológicas y prioridad científica, permite maximizar la cantidad, pero también la calidad de los datos científicos obtenidos».

Promovido por el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), con la participación de otras instituciones de México (Universidad Autónoma de México y el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica) y de los Estados Unidos (Universidad de Florida), fue la empresa pública Grantecan, S.A., fundada en 1994, la que llevó a cabo su diseño, construcción y montaje. Actualmente, esta entidad es la encargada de la operación del telescopio, con un equipo de cerca de setenta personas trabajando a tiempo completo para que el telescopio esté operativo las 24 horas del día, los 365 días del año.

La propuesta de construir un gran telescopio de más de ocho metros de diámetro surge a finales de la década de los años ochenta con el objetivo de dotar a la comunidad astronómica española de una infraestructura muy competitiva y estimular la industria del País hacia una tecnología avanzada. Según explica Francisco Sánchez, director fundador del IAC, «tres eran nuestras razones para querer un telescopio de esta nueva clase: si el Roque de los Muchachos no tenía un gran telescopio de última tecnología, dejaría de estar entre los primeros observatorios del Mundo y perdería su poder atractor para los telescopios del futuro; también, era importante dotar a la pujante astrofísica española con un telescopio competitivo propio y, además,  su construcción sería palanca para el desarrollo de instrumentación científica avanzada, con lo que ello suponía para el impulso de tecnología innovadora en España».

«Nadie creía que de verdad fuésemos capaces de construir en España un instrumento así»

Para muchos, su construcción era una hazaña científica-técnica imposible, ya que España nunca había liderado un proyecto de tal envergadura. «Lo primero de todo fue ver que seríamos capaces de hacerlo y creérnoslo», señala Sánchez. La falta de confianza también supuso un obstáculo para encontrar financiación. «Para conseguir los fondos necesarios a tan gigantesca empresa, necesitábamos convencer a nuestros políticos, a los de Canarias y a los de Madrid, cosa que estuvo llena de dificultades. Nadie creía que de verdad fuésemos capaces de construir en España un instrumento así», recuerda el director fundador del IAC.

Sin embargo, la competitividad del proyecto y su potencial económico acabaron facilitando los apoyos necesarios. Pedro Álvarez, exdirector del Grantecan, destaca la contribución de Fernando Aldana, director de la Oficina para la Ciencia y la Tecnología (OCYT), dependiente de Presidencia de Gobierno central en el año 1998: «Convencido de la capacidad de GTC como un elemento movilizador de desarrollo tecnológico industrial, el profesor Aldana fue quien dio el impulso final al proyecto aprobando la financiación para su ejecución».

Con un presupuesto muy ajustado, la Administración del Estado y la Comunidad Autónoma Canarias financiaron el 90 % de su coste, en una proporción de 70/30, con una aportación importante de los Fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER).  El 10 % restante lo asumió, a partes iguales, Estados Unidos y México que, a cambio, obtienen cada uno el 5 % del tiempo de observación.

Los trabajos de construcción del telescopio en el Observatorio del Roque de los Muchachos comenzaron en el año 2000. Más de mil personas y un centenar de empresas (más de un 70 %, españolas), intervinieron en su realización, incluida una presencia importante de empresas y centros canarios. «Pudo haber sido mayor esa participación si no hubiese sido por la vacilación y falta de apoyo desde el Gobierno central para actividades de preparación tecnológica en esas fases tempranas del proyecto», explica Álvarez.

Finalmente, el telescopio vio su primera luz en julio de 2007, aunque no comenzó su uso científico hasta marzo de 2009. Su inauguración oficial estuvo presidido por los reyes de España, Juan Carlos I y Sofía, y contó con la presencia de importantes autoridades políticas y de representantes de las instituciones involucradas en su construcción.

Ciencia de frontera

En sus primeros diez años de observación, el GTC ha permitido observar el Cosmos como nunca antes se había hecho. Prácticamente no hay ningún tipo de objeto astronómico que el GTC no explore con sus observaciones: planetas extrasolares, estrellas evolucionadas, agujeros negros, estrellas primitivas, campos magnéticos en el centro galáctico, galaxias débiles, materia oscura, lentes gravitacionales y eventos explosivos muy energéticos, entre otros.

Para Rafael Rebolo, director del IAC, «los resultados científicos alcanzados con el Grantecan son excepcionales, no sólo por el volumen de datos obtenidos y de artículos científicos publicados, sino también por su calidad e impacto».Así, destaca que «un buen ejemplo de ello fue la detección de la galaxia UG00180, ubicada a una distancia de 500 millones de años luz, cuyas imágenes son las más profundas de una galaxia jamás tomadas desde la Tierra».

Algunos de los hitos científicos alcanzados con el Grantecan en estos diez años se han recopilado en una edición especial divulgativa que acaba de publicarse. De hecho, la divulgación y la comunicación de los descubrimientos científicos y los avances tecnológicos con la sociedad son parte de su misión. Comunicados de prensa, charlas, talleres, conferencias, exposiciones, etc., son algunas de las acciones que el Telescopio desarrolla desde sus comienzos. También facilita y promueve las visitas guiadas en su interior: en 2019, se espera que más de diez mil personas visiten el GTC. Además, ejerce un gran esfuerzo en el programa educativo.

Futuro prometedor

En 2022, está previsto que se complete el presente plan de instrumentación del Grantecan con siete instrumentos científicos más. También se ha abierto una convocatoria para la próxima generación de instrumentos que garantizarán su competitividad científica durante los próximos años, teniendo en cuenta que el Grantecan seguirá siendo el mayor telescopio óptico-infrarrojo en funcionamiento hasta aproximadamente 2027, cuando empiece a operar la nueva generación de telescopios extremadamente grandes.

Junto con los instrumentos, otro paso importante será la instalación de un sistema de óptica adaptativa que compensará las turbulencias atmosféricas en el campo de visión y que está previsto que funcione en el infrarrojo cercano.

A lo largo de la próxima década, se construirá una nueva generación de grandes telescopios que superará con creces el tamaño de GTC. Rafael Rebolo López, director del IAC y Premio Nacional de Investigación 2018, habla con PERIODISMO ULL sobre el futuro de este telescopio, los nuevos proyectos en los que trabaja el Instituto y la transferencia de tecnología a la sociedad.

Tras una década en funcionamiento, ¿cómo será el futuro del Gran Telescopio Canarias? «Se trata de un telescopio que ha logrado una notable madurez, aunque aún es joven. Calculamos que todavía necesita unos cuatro o cinco años más para poder alcanzar todo su potencial. Gracias a él se han generado más de 400 artículos científicos en las mejores revistas. De ellos, 8 en Nature y 2 en Science, ambas publicaciones de carácter multidisciplinar que van más allá del ámbito de la Astrofísica».

¿Cuál será el papel del GTC cuando empiece a funcionar la nueva generación de grandes telescopios? «Calculamos que va a seguir siendo el telescopio óptico e infrarrojo más grande del mundo en funcionamiento al menos 8 o 10 años más. Después, convivirá con otros más potentes que él, realizando una investigación que será complementaria, importante y necesaria. Estará vigente durante muchas más décadas».

«Campos de investigación que, hoy por hoy, son impensables»

El Thirty Meter Telescope (TMT) formará parte de la nueva generación de grandes telescopios. Si se terminara instalando en el Observatorio del Roque de los Muchachos, ¿qué beneficios aportaría? «Un telescopio como el TMT traería capacidades científicas extraordinarias al IAC y, por supuesto, a la comunidad científica nacional. Será 10 veces más potente que nuestro GTC y abrirá campos de investigación que, hoy por hoy, son impensables. Producirá un avance extraordinario».

¿Qué supondría para La Palma? «Crearía un potencial ecosistema económico que multiplicaría casi por 2 el del Observatorio del Roque de los Muchachos. Un flujo continuo de puestos de trabajo de alto nivel y cualificación elevada que se podría mantener durante décadas y décadas. Tanto en el proceso de construcción, de unos 7 años, como durante las operaciones científicas, que se estima que superen los 60 años. Se traduciría en más de 100 empleos directos y 500 indirectos para la Isla».

El Telescopio Solar Europeo, proyecto estrella

Al margen de que el TMT se instale o no en La Palma, ¿qué otros proyectos tiene el IAC para mantenerse en la ciencia de más alto nivel durante los próximos años? «Los principales son la Red de Telescopios Cherenkov, el telescopio robótico Liverpool 2 y, como proyecto estrella, el Telescopio Solar Europeo. Este último contará con la participación de instituciones de quince países, lideradas por el IAC. Por ahora, se encuentra en fase de diseño. Una vez se complete esta etapa, y se tenga una estimación necesaria del coste que generará, se procederá a una firma de acuerdo de construcción y de operación científica para muchos años».

La sede de los telescopios Cherenkov en el hemisferio norte es el Observatorio del Roque de los Muchachos. ¿Cómo avanza su construcción? «Se está ensamblando el primer telescopio de 23 metros y se establecerán otros 3 más, que ya están financiados. También se instalarán algunos telescopios de menor diámetro. Se pensaba que estos podrían llegar a ser 15, el máximo autorizado, pero los condicionantes económicos del proyecto parecen limitarlos a menos de 10».

Ecosistema de empresas tecnológicas en Canarias

¿En qué fase se encuentra el proyecto del telescopio Liverpool 2? «Será el mayor telescopio robótico del mundo, con un diámetro de 4 metros, y contará con una capacidad de reacción ultra rápida, para determinar con celeridad las propiedades de los fenómenos más violentos y explosivos del Universo. Es un proyecto en fase de diseño, que estamos desarrollando con la Universidad John Moores de Liverpool. Puede tener un largo recorrido por la tecnología que incorpora. Incluso podría dar lugar a una industria de telescopios robóticos en Canarias, en conexión con nuestros socios, encargada de suministrar este tipo de equipamiento a otras universidades o centros de investigación».

¿Cómo planea el IAC trasladar a la sociedad la ciencia y la tecnología que genera? «La Ciencia siempre supone el avance del conocimiento y abre nuevas oportunidades. El desarrollo de proyectos de tecnología avanzada en Canarias puede ayudar a crear un ecosistema de empresas que tenga un largo recorrido. Vamos a intentar potenciar ese ecosistema desde IACTec, el espacio de colaboración tecnológico y empresarial del IAC. Buscamos que nuestras tecnologías puedan aplicarse a la sociedad. Son caminos que estamos empezando a recorrer y que tendrán un trayecto de años, pero al final revertirán en beneficios sustanciales para la sociedad».

Un artículo publicado recientemente en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS) confirma la evolución de los tránsitos producidos por los restos de un planetesimal orbitando la enana blanca WD 1145+017. Estos “escombros” pasan por delante de la estrella cada 4,5 horas, ocultando parte de la luz que esta emite, y se encuentran en continua interacción y fragmentación, lo que se traduce en importantes cambios en la profundidad y forma de los tránsitos observados.

¿Qué es exactamente una enana blanca?

WD 1145+017 es una enana blanca: el remanente de un astro que ha agotado todo su combustible nuclear. La mayoría de estas formaciones tienen una masa menor que la del Sol y un tamaño similar al de La Tierra. Diversas investigaciones apuntan a que el 95 % de todas las estrellas del Universo acabarán sus vidas convertidas en enanas blancas. Entre ellas, nuestro propio Sol.

Aunque descubierto en 2015, este sistema ha atraído la atención de una gran cantidad de equipos de indagación. Este último proyecto presenta, por primera vez, datos espectroscópicos del Gran Telescopio Canarias obtenidos simultáneamente a datos fotométricos con el Telescopio Liverpool, ambos instalados en el Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

“Fuera de tránsito suponemos un flujo del 100 %, ya que nada se interpone en el camino de la luz que emite la enana blanca”, explicó la investigadora del IAC/ULL. “Pero cuando hay material en órbita que pasa entre nosotros y la estrella, la cantidad de luz que recibimos es menor. Este descenso es del 50 % en el tránsito de mayor profundidad que hemos observado: hay nubes de polvo como consecuencia de la fragmentación del planetesimal que son capaces de ocultar la mitad de la luz de la enana blanca”, indicó.

Los tránsitos que se ven son grises

La investigación confirma, además, que los tránsitos en el rango visible del espectro son grises. Es decir, no hay relación entre la profundidad del tránsito y la longitud de onda, por lo que los tránsitos tienen la misma profundidad en las cinco bandas estudiadas. Los autores desarrollan una nueva hipótesis donde el descenso del flujo sería originado por una estructura ópticamente gruesa, en detrimento de la ópticamente delgada que se postulaba anteriormente.

“El tránsito más profundo presenta una estructura compleja que hemos conseguido modelizar con la superposición de diferentes nubes de polvo, como si se tratara de seis fragmentos equiespaciados procedentes del planetesimal”, señaló Pablo Rodríguez-Gil, coautor del artículo, investigador del IAC y profesor de la ULL.

Entre otros aspectos, el equipo también ha observado una disminución en la cantidad de absorción producida por hierro durante el tránsito más profundo detectado. “Parte de esta línea de absorción no se origina en la atmósfera de la enana blanca, sino en un disco de gas orbitando alrededor de esta, por lo que demostramos que el disco de fragmentos y el de gas deben estar correlacionados espacialmente”, argumentó el coautor Boris Gänsicke, investigador de la University of Warwick (Reino Unido).

“A medida que se van sucediendo, estas capturas dan lugar a elementos cada vez más pesados”, explica Simone Madonna, estudiante de doctorado en el IAC y autor principal de este trabajo. Además, añade que «este fenómeno físico ocurre siempre en los últimos momentos de vida de estos cuerpos o bien en acontecimientos violentos relacionados con la muerte de las estrellas que tienen muy alta masa y que generan una enorme cantidad de neutrones libres, como explosiones de supernova o choques de estrellas de neutrones, o incluso en la fase final de la vida de estrellas de baja masa, en las que el flujo de neutrones es mucho menor.

Jorge García Rojas, investigador postdoctoral del IAC y director de la tesis de Simone, indica que “hemos detectado por primera vez rasgos espectrales en emisión de una línea de telurio en dos nebulosas planetarias en el rango infrarrojo del espectro gracias a los datos obtenidos con los espectrógrafos EMIR, instalado en el Gran Telescopio Canarias, e IGRINS, instalado en el Harlan J. Smith Telescope, en el Observatorio McDonald de Texas, EE.UU». A través de la luz que recibimos de las nebulosas y mediante la técnica de la espectroscopía, que descompone la luz como en un arcoíris, podemos determinar qué elementos químicos están presentes en el gas, ya que cada elemento presenta un patrón único de líneas de emisión en el espectro electromagnético.

“El uso de grandes telescopios e instrumentación específica es necesario debido a lo extremadamente débiles que son estas líneas, ya que corresponden a elementos muy poco abundantes en el Universo” comenta Francisco Garzón otro de los autores del artículo, investigador del IAC y de la ULL y responsable del instrumento EMIR. “Para determinar las abundancias de estos elementos, hemos necesitado realizar un modelo atómico teórico para calcular los parámetros atómicos de los iones observados”, explica Manuel Bautista, físico atómico de la Universidad de West Michigan y coautor del artículo. Nicholas Sterling, profesor de la Universidad de West Georgia y codirector de la tesis de Madonna, indica que “investigar la producción de estos elementos en todos sus lugares de origen nos ayuda a afinar con mucho detalle los modelos teóricos de evolución química del Universo.”

Guo Chen, investigador postdoctoral en el IAC y primer autor del artículo, explica que «las características particulares nos han permitido realizar un análisis detallado de su rica composición atmosférica». Asimismo, el experto asegura que «la presencia de litio es muy valiosa para comprender la historia evolutiva y podría arrojar luz sobre los mecanismos de formación». De hecho, la estrella anfitriona también es rica en esta sustancia, lo que podría indicar que una del tipo AGB o una supernova enriquecieron la nube de material a partir de la que se originó esta estructura.

Enric Pallé, experto de la corporación y coautor de esta indagación, señala que también han encontrado posibles signos de agua. «Si bien esta detección no es estadísticamente significativa, ya que los rasgos de H20 son débiles en el espectro visible, nuestros datos indican que en el infrarrojo cercano se deberían confirma su presencia». En este sentido, Chen cree que este «también será ejemplo para análisis futuros con telescopios espaciales como el James Webb, las cuales revelarán la naturaleza de WASP-127b».

Todas las observaciones se han realizado utilizando el OSIRIS del GTC, del Observatorio Roque de los Muchachos, en Garafía (La Palma). Los Observatorios del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Gran Telescopio CANARIAS (GTC) forman parte de la red española de Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS).

Según informa el IAC, «el sistema R Aquarii, que recibe este nombre por su ubicación aparente en la constelación de Acuario, es un claro ejemplo de los efectos que producen las interacciones gravitatorias entre las estrellas».

La autora principal del artículo y estudiante de doctorado en el Observatorio de Tartu (Estonia), Tiina Liimets, explica que “mientras que la nebulosa se expande de manera regular, el jet (chorro de salida de material) muestra un comportamiento extremadamente complejo”. Además, afirma David Jones, investigador del IAC y otro de los autores del trabajo, “parecen moverse en direcciones aparentemente aleatorias, fundiéndose y separándose, apareciendo y desapareciendo de la vista”.

Según Romano Corradi, director del Gran Telescopio Canarias, coautor de la publicación y promotor del proyecto desde hace 25 años, “esto indica que, en las escalas observadas, existen otros factores externos que determinan la evolución y curvatura aparente del jet, como pueden ser los cambios en la iluminación de las estrellas centrales”.

“Es la primera vez que vemos una estrella individual magnificada tan lejana”, explica Patrick Kelly, investigador de la Universidad de Minnesota y líder de este estudio. Y añade: “Somos capaces de ver galaxias muy lejanas, pero esta está 100 veces más lejos que la siguiente individual que podemos analizar, excepto si contamos las explosiones de supernova ”.

La peculiaridad cósmica que ha permitido verla es un fenómeno conocido como “lente gravitacional”. La gravedad de un cúmulo muy masivo de galaxias actúa como una gran lupa cósmica amplificando la luz de objetos más distantes. En este caso, la lente natural está creada por el el conjunto llamado MACS J1149+2223, situado a unos 5.000 millones de años luz de la Tierra. Combinándola con la resolución y sensibilidad del Hubble se ha conseguido analizar.

En la indagación han colaborado, entre otros, José Diego, del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), Steven Rodney, de la Universidad de Carolina del Sur, Columbia (Estados Unidos), Pablo Pérez González, de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), Tom Broadhurst, de la Universidad del País Vasco (UPV), e Ismael Pérez Fournon, del IAC y de la ULL.

Pérez Fournon: «Ícaro es mucho más grande, masiva, caliente y, posiblemente, miles de veces más brillante que el Sol»

Aunque su nombre oficial es MACS J1149+2223 Estrella Lentificada 1, el grupo ha decidido llamarla como el personaje de la mitología griega que se acercó demasiado al Sol con sus alas de plumas y cera. “Pudimos establecer que Ícaro es una estrella supergigante azul. Es mucho más grande, masiva, caliente y, posiblemente, miles de veces más brillante que el Sol, pero que, a la distancia a la que se encuentra, es imposible observarla de manera individual incluso para Hubble, salvo que contemos con el fenómeno de lente gravitacional”, comenta Pérez Fournon.

Pérez González explica que “hasta 2016 solo era posible detectar astros individuales en las galaxias de al lado de la Vía Láctea. Hoy ya es posible ver una estrella individual, muy parecida a Rigel, que está en el otro lado del Universo, y que de hecho ya no existe.” Asimismo, puntutaliza que el único telescopio que detectó esta estrella tan lejana desde Tierra fue el Gran Telescopio Canarias.

Según el investigador del IFCA, y líder del artículo teórico que acompaña a la publicación original, “si la materia oscura estuviese compuesta por agujeros negros similares a los que está detectando LIGO (Observatorio de ondas gravitatorias por interferometría láser), la señal observada de Ícaro hubiera sido muy distinta, con lo cual podemos descartar este tipo de candidatos”. Por su parte, Broadhurst, señala también que “este tipo de estudios permitirá en el futuro acotar otros modelos de materia oscura, como por ejemplo aquellos que postulan partículas de materia oscura súperligeras y con efectos cuánticos”.

Además, en mayo de 2016, al lado de Ícaro apareció otra imagen nueva que parece indicar que no se trata de una única, sino que estaríamos hablando de un sistema binario, con dos estrellas orbitando una alrededor de la otra.

El misterio de la Estrella de Tabby, en la constelación del Cisne, ha obligado a que decenas de telescopios en todo el mundo la observaran durante 2017, incluyendo el Gran Telescopio Canarias (GTC), el Telescopio Mercator, el Nordic Optical Telescope (NOT) y el Telescopio Nazionale Galileo (TNG), todos ellos en el Observatorio del Roque de los Muchachos, y la red de telescopios del Observatorio de Las Cumbres (LCO), que incluye el telescopio de 0,4 metros instalado en el Observatorio del Teide.

«Estamos en condiciones de presentar nuevas ideas convincentes sobre la naturaleza de este extraño objeto»

«Desde el descubrimiento de la estrella de Tabby en datos que ya tienen más de cinco años, por fin estamos en condiciones de presentar nuevas ideas convincentes sobre la naturaleza de este extraño objeto», asegura Hans Deeg.

Los científicos han estado observando de cerca esta estrella con los telescopios del Observatorio de Las Cumbres desde marzo de 2016 hasta diciembre de 2017. En mayo del año pasado, mientras un equipo liderado por la investigadora del IAC Marian Martínez la observaba con el telescopio Mercator, la red LCO detectaba el comienzo de la atenuación de un 1 % del brillo de la estrella durante unos días.

En paralelo, el equipo liderado por Hans Deeg estaba preparado para observarlo con el GTC, de 10 metros de diámetro, esperando el momento a que Tabby «se despertara». Con el instrumento Osiris en el GTC midieron el color de la estrella con una alta precisión durante éste y varios episodios de atenuación más en 2017. Es muy probable que el polvo sea la razón de que disminuya la luz de la estrella y luego vuelva a brillar. Los nuevos datos muestran que los distintos colores de la luz están siendo bloqueados de manera diferente.

Cazadores de planetas

Sin embargo, el método con el que se estudia esta estrella apunta a una nueva era de la Astronomía. Los astrónomos aficionados llamados «Planet Hunters» («Cazadores de planetas») han sido los que, revisando cantidades masivas de datos de la misión Kepler de la NASA, detectaron el comportamiento inusual de la estrella en 2015, años después del final de esa misión, en 2013. Y, por otro lado, las observaciones con la red de telescopios LCO han sido posibles en parte gracias a los 90 000 € recaudados tras una campaña pública de micromecenazgo (crowdfunding) organizada por Boyajian para ese fin. «Una vez más, sin el apoyo ciudadano no habríamos obtenido esta gran cantidad de datos», afirma esta investigadora, autora en ambos artículos.

Sin embargo, aún no se han encontrado todas las respuestas. En este momento, los equipos que están observando con el GTC, así como los de todo el mundo, esperan que la Estrella de Tabby se despierte nuevamente y muestre atenuaciones más fuertes, del 10 o el 20 %, similares a las observadas por Kepler hace más de cinco años. Si bien los datos actuales apoyan la hipótesis de que un cuerpo escondido dentro de una gran nube de polvo está causando estas atenuaciones, con futuras observaciones de unas fluctuaciones más profundas se espera poder resolver definitivamente el rompecabezas que esta estrella ha planteado.