domingo, 20 de mayo de 2012

Andreas Reisenegger
Cautivado por las estrellas de neutrones, capaces de prender luces que titilan en el espacio, ahora estudia las últimas estructuras que se crearán antes del dominio de la energía oscura.



El señor de los pulsares mira hacia el futuro del Universo
Por Lilian Duery A.


Andreas Reisenegger recibió un mensaje decodificado del espacio. Apenas le hablaron de las estrellas de neutrones, capaces de contener al Aconcagua en una tasa de café, supo que se convertiría en astrofísico.
¿O fue empujado por la fuerza de gravedad de estas estrellas? Es 100 mil millones de veces más grande que la de la Tierra. Si sintiéramos tal atracción pesaríamos millones de kilogramos. Nada nos movería de su lado.
"Supe que podía juntar todo lo que habría aprendido, como fluidos, plasmas, sólido, o física nuclear. Aunque, por otra parte, esas estrellas, con tantos procesos que descubrir, me parecieron objetos muy tangibles", destaca, mientras ríe por lo dicho.
Estaba en el Instituto Tecnológico de California (Caltech). Había partido a hacer su doctorado. Durante el verano, sin clases, visitó a profesores de distintas áreas para tomar una decisión acertada. Y la consiguió.
Era hasta entonces un físico teórico, con la Licenciatura y el Magíster obtenido en la Universidad de Chile. Pero encontraba a esta carrera un poco árida, con muchos formalismos que conspiraban contra su intuición e imaginación.
Más tarde, en el Instituto de Estudios Avanzado de Princeton hizo un posdoctorado y se dedicó de lleno a la cosmología. Hoy, en el Departamento de Astronomía y Astrofísica lleva 12 años. Es Profesor Asociado.
Andreas Reisenegger, 44 años, un santiaguino, pero de ascendencia alemana pura, investiga con notorio entusiasmo las estrellas de neutrones, uno de los estados finales de los astros. Las otras alternativas que tienen son convertirse en una enana blanca, como se estima que será el destino del Sol, o un agujero negro.


Faros en el Universo
Una estrella con masa entre 8 a 30 veces la del Sol puede convertirse en una de neutrones. En nuestra galaxia, se conocen alrededor de 2.000.
Todas nacen a partir de la más magnífica y estruendosa explosión de una supernova.
La Supernova más vista - La imagen muestra la Nebulosa del Cangrejo, el esplendoroso remanente de una supernova que evidenció, por primera vez, el origen de las estrellas de neutrones. En el centro hay un pulsar que gira a 30 revoluciones/seg. Crédito: VLT/ESO



Cuando a una estrella se le acaba el combustible, disminuye la presión interna que la mantenía en equilibrio con la fuerza de gravedad. Entonces su núcleo se contrae y forma un objeto compacto: la estrella de neutrones.
Con esta compresión, se fuerza a los electrones y protones del fierro a combinarse entre sí para que se transformen en neutrones. "Luego viene el efecto de rebote: la presión aumenta y la estrella estalla, lanzando al espacio el resto de la materia", explica el investigador.
"Todo los que se juntó tras una larga evolución estelar ” dice ”, en que se fusionaron electrones y protones para crear núcleos cada vez más grandes, con esta fulminante detonación se desintegra en pocos instantes".
Estas estrellas de neutrones fueron descubiertas en su forma de pulsares, como el que se ubica en la "Nebulosa del Cangrejo", llamada así por el material remanente de una supernova. A pesar de estar situada a unos 6.300 años luz de la Tierra, en la constelación de Tauro, su estallido fue tan fuerte que astrónomos chinos y árabes pudieron ver su luz de día, hecho que ocurrió en 1054.
"Todos los pulsares son estrellas de neutrones, pero no a la inversa", precisa el astrofísico.
Un pulsar es una estrella de neutrones con un campo magnético intenso que gira muy rápidamente. "Como con cada vuelta disparan partículas en una dirección, con pulsos regulares que recibimos, se comportan al igual que un faro en el espacio", destaca.
Sus revoluciones son espectaculares. Pueden dar hasta 716 vueltas por segundo sin que la materia se desparrame como el barro pegado al neumático de una bicicleta en movimiento.
"Para que ello no pase, una estrella de neutrones que gira una vez por segundo debe tener una densidad de 100 ton/cc. Si gira 30 veces/seg, su densidad se multiplica por mil", acota.
Sin saberlo inicialmente, Andreas Reisenegger entregó un gran aporte al entendimiento de un tipo de estrellas de neutrones, llamadas "magnetares", hoy muy populares. Tienen campos magnéticos aún más intensos y, por lo mismo, pierden su energía muy rápido.
Cuando aún no se conocían, él y su profesor del doctorado, Peter Goldreich, estudiaron los mecanismos mediante los cuales puede decaer el campo magnético de las estrellas de neutrones. Dedujeron que este decaimiento puede ser importante sólo si el campo magnético es más intenso que el de los pulsares, los más intensos conocidos hasta la década de los 90.
Los astrofísicos Christopher Thompson y Robert Duncan se basaron en este trabajo para explicar la intensa radiación de dos tipos de objetos que no se entendían hasta entonces: los "repetidores de rayos gamma suaves" y "pulsares de rayos X anómalos". Fue cuando confirmaron que la única fuente plausible de energía en estas estrellas serían campos magnéticos muy intensos que van decayendo en el tiempo.
En gran medida, estas hipótesis fueron ratificadas por observaciones posteriores.
También hay otros clases de pulsares que se forman con menor rotación o campos magnéticos. En la medida que se van enfriando, emiten radiación térmica y, en este proceso, lanzan rayos X al espacio.
Los pulsares y los magnetares son relativamente fáciles de observar. Sin embargo, estos últimos, aunque su tasa de nacimiento puede ser alta, duran sólo unos 100 mil años. Por lo mismo, se detectan pocos de ellos en nuestra galaxia.


Los pulsares viven
La afirmación acerca de que las estrellas de neutrones están muertas, sin reacciones nucleares, no es tan cierta. Fue el otro "gol astrofísico" que dio Andreas Reisenegger.
Los pulsares sí giran rápido, pero cada vez menos rápido. Es decir, el efecto centrífugo que los mantiene abultados va disminuyendo y lo hace contraerse de a poco. Tal acontecimiento los "despierta": obliga a que en su interior se produzcan reacciones nucleares que, aunque lentas, convierten los neutrones en otras partículas.
"Al ocurrir esto, la liberación de energía mantiene calientes a las estrellas de neutrones. Tanto es así que esperaríamos las más viejas conservaran una temperatura superficial de 100 mil grados, mucho más que la que tiene el Sol. Pero, como son pequeñas, su brillo es tenue", recalca Reisenegger.
"Además” advierte”, ese resplandor es principalmente radiación ultravioleta, difícil de detectar porque no atraviesa la atmósfera terrestre. Para verificar esta predicción postulamos con mis alumnos al telescopio espacial Hubble, y aún esperamos", informa.
Según el astrofísico, hay una similitud entre estrellas de neutrones, enanas blancas y astros más masivos que el Sol. Sus campos magnéticos son estáticos.
No el Sol, que va modificando su campo magnético y lo invierte cada 11 años.
Estas estrellas tienen un campo magnético interior que la llevan a este equilibrio. "En eso estoy ahora. Trabajo con Taner Akgün, astrofísico turco doctorado en Cornell y actual investigador postdoctoral de Fondecyt en la UC, y el estudiante de doctorado Alpha Mastrano, de la Universidad de Melbourne, en Australia", acota, convencido de que resolverá tal misterio.


Sentencia de un final
Andreas Reisenegger también está muy motivado con las observaciones que hizo el astrónomo Hernán Quintana acerca del "supercúmulo de Shapley", que contiene la mayor concentración de materia en el Universo cercano.
Está formado por varios cúmulos de galaxias. Es enorme, con miles de galaxias miembros ya confirmadas.
"Me interesan mucho porque son estructuras a medio formar. Estamos mirando y estudiando las últimas grandes estructuras que creará el Universo", destaca, con ímpetu y una cierta aflicción de astrónomo.


Amante de la Música
Este astrofísico parece siempre contento, sólo se muestra adusto cuando hay que tomarle una fotografía. Su semblante emana seguridad en el compartir. ¿Será por su proximidad a la música clásica? Por varios años fue integrante y solista del coro Ars Viva que dirige el maestro Waldo Aránguiz. Estando aún el colegio, llegó hasta el Municipal, donde, junto con la Filarmónica, interpretó el "Réquiem de Mozart". También en el coro conoció a su actual señora, Ana María Butrón, ingeniero civil, mientras cantaban "Un Réquiem Alemán" de Brahms. Tienen dos hijos, Renate (16) y Thomas (13). Sin embargo, otra parte de la respuesta es que Andreas, al igual que el resto de sus colegas de la UC, se siente apasionado con lo que hace. Quizás por eso disfruta tanto de la música igualmente apasionada de los románticos alemanes Schubert, Schumann y Brahms.
Estos supercúmulos están en la etapa de crecer, jerárquicamente, como todo acontece en el cosmos. Su imán gravitatorio todavía atrae a cúmulos de distintos lados para seguir aumentando su estructura. En ellos no domina la fuerza repulsiva de la energía oscura, que acelera la expansión. La materia oscura aún ejerce su dominio.
"En el futuro del Universo, no se creará nada más. Dominará la energía oscura. Cada una de las grandes estructuras formadas del Universo, galaxias y cúmulos de galaxias, se apartarán unas de otras. En el resto del espacio habrá vacío, un vacío sepulcral", expresa con convicción Reisenegger.
Nos quedaremos solos. La Vía Láctea y Andrómeda se fundirán en una galaxia elíptica más grande, mientras el resto se irá alejando. En unos cinco mil millones de años más dejaremos de ver el resto del Universo. Para entones el Sol habrá muerto.
"Estamos haciendo astronomía ficción. A sugerencia mía, mi ex alumno Pablo Araya, hizo simulaciones de la evolución futura del Universo, como parte de su tesis de doctorado en Groningen, Holanda. Estas simulaciones analizadas por un equipo que incluyó, entre otros, a mi estudiante de postgrado Rolando Dünner y a los profesores Andrés Meza, de la Universidad Andrés Bello, y Hernán Quintana, de la UC ”, muestran que este escenario es el nos espera, siempre que el actual modelo cosmológico sea correcto", dijo.
Su última frase: "El 4% del Universo es materia visible; el 23% materia oscura y el 73% energía oscura".

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