domingo, 20 de mayo de 2012

Márcio Catelan

Este astrónomo, 39, brasilero, tiene su mirada puesta en la estructura estelar y su evolución. Su centro de atención son las estrellas pulsantes que, en menos de 24 horas, varían su tamaño y luminosidad. Ellas revelan las reacciones de fusión en su interior.

Cuando la Luz Sopla la Materia
Por Lilian Duery A.


En la periferia de São Paulo, en un vecindario lejano al fragor citadino, había un niño que deseaba alcanzar las estrellas. Trepaba por las noches al techo de su casa para mirarlas, al ojo desnudo; más tarde, a través del telescopio espacial Hubble.
En su vocación no cabía la duda. El juego lo continuó con un compañero de colegio, con quien leía y aprendía para hacer observaciones más acuciosas de ese firmamento luminoso y fascinante. A sus 15 años, con casi perfecto dominio del inglés, escribe a la NASA para solicitar material. Empieza a dar charlas de astronomía en las escuelas Mogi das Cruzes, su ciudad natal. Mostraba los objetos de un universo vivo, en colores, imágenes que aún mantiene.


Márcio Catelan, 39, estudia hoy la estructura de las estrellas de baja masa, como el Sol, y su evolución. Realiza investigación teórica y experimental. Lo sedujeron fuertemente las estrellas pulsantes, con razón, si éstas, al igual que un globo, son capaces de doblar su radio y luego encogerse.
Son tan extraordinarias que todo este espectáculo lo realiza en menos de un día, con grandes cambios luminosos a medida que se contrae.
"Imagínese que el Sol pudiera aumentar su tamaño por la mañana, mientras que, hacia la tarde, contraerse e iluminar mucho más por la fuga de radiación. Es lo que les sucede a estos astros", dice el investigador, con nítido entusiasmo.
A pesar que suelen confundirse con los pulsares, son una clase completamente diferente de objetos. Los pulsares son estrellas de neutrones que ya cesaron sus reacciones nucleares. Son extremadamente compactas, productos de la evolución de estrellas de más alta masa.
"Giran muy rápidamente y emiten una radiación por un cono ubicado alrededor de los polos magnéticos de las estrella. El eje de rotación y magnético son distintos. Por tanto, cuando ese cono de radiación cruza nuestra línea visual, detectemos un brillo débil, que se repite cada vez que la estrella completa un giro en torno a su eje. Por eso, hoy sabemos que la causa de esas oscilaciones periódicas en el brillo de los pulsares es fundamentalmente la rotación, no en realidad pulsaciones", explica.


Periplo hasta Chile
En su formación, parece que este astrónomo pasó por un agujero negro primitivo, como aquél en el que viaja la protagonista del filme "Contacto".
El joven amante del cosmos se fue a la ciudad para estudiar en la Universidad de Sao Paulo, Brasil. Lo acogieron sus abuelos. Allí consiguió su Licenciatura en Física, luego su Magíster y Doctorado en astronomía. Al final de este paseo intelectual, catapultó con 14 publicaciones indexadas en el Thomson Scientific y otro triunfo: fue galardonado con el primer premio a la "Mejor Tesis de Doctorado" que concede la Sociedad Astronómica Brasilera.
Con tal carta de antecedentes, su próxima escalada sería una vez más la NASA. Postuló a un cargo de Profesor Asociado y fue aceptado. Al tercer, gana una beca Hubble, la de más alto prestigio en astronomía. Se quedó tres años más. Podía trabajar en lo que quisiera y en cualquier lugar, siempre que sus "paseos académicos" fueran dentro de EE.UU.
Como investigador independiente y con un muy buen sueldo, parte del tiempo se lo pasó en la NASA y la otra en la Universidad de Virginia.
La noticia llegó a la prensa brasilera. Una joven de su país, nueve años menor, le escribe para felicitarlo y alegarle cuestiones de sus entrevistas. Continuaron este carteo hasta su retorno. Hoy ella es su esposa, Carolina Ribeiro, tecnóloga médica, magíster en ciencias biomédicas y recientemente doctorada en inmunología en la Universidad de Chile.
La mayor parte de sus observaciones eran hasta entonces espaciales; ahora también desde Tierra. Con dos pos doctorados en manos, postuló a la Pontificia Universidad Católica de Chile Le ofrecieron el cargo de Profesor Asociado. Este rápido ascenso, más los cielos prístinos del norte de nuestro país y toda la parafernalia sofisticada para indagarlo, lo decidieron prontamente.
Y aquí prosigue su vida. Le encanta Chile, pese a conocerlo a vistazos principalmente en medio de los congresos.


Envoltura Estratégica
Y este astrónomo finalmente se convirtió en un "médico geriatra estelar".
Luciérnagas en el cosmos - En medio de un sepulcral silencio y oscuridad, nacen estrellas que hacen al Universo latir y vivir, como las docenas de estas estrellas pulsantes albergadas por este cúmulo globular.



Márcio Catelan explica que las estrellas pulsantes que más estudia, las llamadas RR Lyrae, albergan en los cúmulos globulares, las poblaciones más viejas de astros que se conocen y que se pueden estudiar individualmente. Dichos cúmulos están formados por estrellas de baja masa y éstas son las que predominan en el Universo.
Las estrellas pulsantes tipo RR Lyrae queman helio en sus núcleos y se acercan al final de su existencia. Márcio Catelan cuenta que, como ya tienen del orden de los 10 mil millones de años de edad, sólo le restan unos cientos de millones de años más de vida. Aunque por ser tan viejas - agrega - es que se han convertido en "testigos oculares" de la formación de las galaxias.
Con un estudio cuidadoso de sus propiedades, se puede conseguir información crucial sobre cómo se formó nuestra galaxia en particular.
"En la Vía Láctea hay unas 160 cúmulos globulares de estrellas. Se cree que llegan a 200", precisa el astrónomo, cauto, siempre.
Como las estrellas en estos cúmulos aparecen en grupos muy grandes y homogéneos, en que difieren básicamente en su masa, es bastante más directo hacer una comparación con un modelo teórico de su evolución en el tiempo y calcular su edad", destaca.
La vida de estas estrellas es más longeva, justamente porque son más livianas que las que moran en los cúmulos abiertos, más jóvenes y en la que residen normalmente menos estrellas. Éstas, por otro lado, tienen una vida muy intensa. Son muy brillantes, pero explotan y mueren en breve tiempo. A diferencia de las estrellas de baja masa, pueden eventualmente transformarse en pulsares.
Pero las estrellas pulsantes de baja masa sí son tremendamente útiles. Además de arrojar luz sobre la historia de formación de la Vía Láctea, sirven para medir distancias en el Universo y su actual ritmo de expansión", informa con júbilo este investigador del universo.
Tienen un sello que las identifica. Si caen en el interior de una banda característica para ellas, en función de su temperatura y luminosidad, quedan al descubierto.


Más allá de un paper
La belleza de la arquitectura y los movimientos de las estrellas pulsantes, junto a todo el conocimiento que se ha podido extraer de ellas, quedarán plasmados en un libro que escribirá Márcio Catelan en colaboración con Horace A. Smith, de la Michigan State University. La obra, especializada y en inglés, será publicada por la editora Wiley.
No cualquier estrella llega a ser pulsante. Tal destino depende la masa que va perdiendo en su vida, en su camino hacia la vejez.
Según explica, al enfriarse, pueden crear una zona opaca en sus últimas telas estelares, ni muy cerca de su centro ni demasiado lejos, pero justo lo suficiente para que los fotones originalmente liberados de las reacciones nucleares en el interior estelar profundo puedan empujar como un pistón a la materia allí contenida.
Como esa cáscara es opaca, la luz, que no la puede atravesar, se encuentra con esta muralla, ejerce presión y expande la estrella hasta que se perfora, colapsa y vuelve a contraerse. En este instante, escapa la mayor cantidad de radiación y la estrella alcanza su mayor luminosidad.
Como expresa Márcio Catelan, esto sucede cuando "la luz sopla a la materia"


La intimidad de la fusión
¡Qué mejor objeto para este investigador! Con el palpitar de estas estrellas puede averiguar lo que ocurre al interior de ellas, donde la materia se transforma a través de sucesivas reacciones nucleares. De hecho, según la teoría de la estructura estelar que estudia, las estrellas de esta clase tiene una temperatura interior del orden de los 100 millones de grados Kelvin, pero la capa externa, que vemos, sólo alcanza unos miles de grados.
Esta exploración es posible, porque no es lo mismo una estrella de densidad total homogénea que una con un perfil de densidad entre el centro y su envoltura: las particularidades observadas de la pulsación cambiarán de forma muy importante, de un caso a otro. Son éstas las que se usan para extraer esos secretos íntimos del corazón del astro.


Un año ausente
Este astrónomo nos abandona por un año. Partirá a fines de agosto al Centro Espacial Goddard, que la NASA tiene en Maryland. Es el único profesional de una institución chilena galardonado en 2008 con la beca de la Fundación John Simon Guggenheim Foundation. Será su año sabático. Su itinerario siguiente será la Universidad de Michigan State, el Observatorio y la Universidad de Bolonia, Italia, y la Universidad Federal de Río Grande del Norte, Natal.
Es el llamado método "astrosismológico" que, aplicados a los modelos teóricos, pueden revelar fallas clave en los ingredientes físicos (opacidades, tasas de reacciones nucleares, etcétera) utilizados para la construcción de los modelos. Quizás los mismos puedan dar nuevas señales acerca de la física de fusión, el futuro energético de la humanidad.
Es posible que en miles de millones de años más nuestra estrella, que nos da la vida, siga la misma ruta hasta convertirse en una estrella pulsante. La merma de una masa crítica definirá el rumbo.
"No obstante, el Sol, que parece eterno y siempre majestuoso, tiene una muerte irrevocable, ya anunciada por estos modelos. En unos 4 mil millones de años más, luego de agotar su combustible, hidrógeno, que actualmente consume en su núcleo, iniciará una rápida expansión, en cuyo proceso estará muy próximo de tragar a la Tierra y a todo lo creado por la civilización. Aunque, unos miles de millones de años antes, evaporará a los océanos y, por tanto, acabará la vida humana", sentencia este astrónomo.

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