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La misión Gaia estudia el vasto Universo

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Por Adán Salgado Andrade

El Universo observable, vasto de por sí, se está expandiendo. Se calcula que surgió hace unos 13,800 millones de años, originado por el llamado Big Bang . No se sabe la forma concreta que tiene. Algunos investigadores, sugieren que tiene la forma de una dona, toroide, otros, que es plano. No se ha podido determinar exactamente su forma (ver: https://www.swinburne.edu.au/news/2021/08/Is-space-infinite-we-asked-5-experts/).

En cuanto a las galaxias que lo forman, se calcula, en el Universo observable, deben de haber unos dos billones (2,000,000,000,000) de aquéllas (ver: https://www.nationalgeographic.com/science/article/galaxies).

Y en referencia a los llamados agujeros negros, masas de materia muy densa que hasta la luz devoran, se estima que haya, también en el Universo observable, unos 40 trillones (40,000,000,000,000,000,000) de ellos (ver: https://www.livescience.com/researchers-calculate-how-many-black-holes).

Así que somos menos que un electrón, si pusiéramos como escala a la Tierra, de ese vasto espacio.

Por la misma vastedad, no ha sido estudiado suficientemente el Universo. El telescopio James Webb, lanzado en el 2021, pretende ampliar los conocimientos que se tienen sobre el espacio universal, estudiando los lejanos cuásares (quasi stellar radio sources), los objetos más antiguos, y qué papel desempeñaron en las evoluciones de las galaxias. Esos cuásares, emiten energía, que puede ser de varios billones de voltios, “excediendo el total de la emitida por todas las estrellas de una galaxia típica” (ver: https://www.space.com/james-webb-space-telescope-quasars-science).

Pero ni de nuestra galaxia, sabemos mucho. Así que en el 2013, se lanzó la misión Gaia, que es un observatorio espacial, operado por la Agencia Espacial Europea, AEE, diseñado para operar astrometría, que es una disciplina de la astronomía “para medir posiciones, distancias y movimientos de las estrellas, con precisión sin precedentes (ver: https://en.wikipedia.org/wiki/Gaia_(spacecraft)).

Ese observatorio espacial, tiene forma de sombrero, y ha ido proporcionando, en distintas fases, información sobre la Vía Láctea, sobre todo, sorprendentes imágenes de ésta, que son bellas e imponentes al mismo tiempo.

De sus avances, da cuenta el artículo “La misión Gaia, sigue revelando secretos de la galaxia”, firmado por Chris Wright, quien, de entrada, señala que “nueva información de la sonda de la Agencia Espacial Europea, que lleva ocho años, da más detalles de los casi dos mil millones de objetos que hay en la Vía Láctea” (ver: https://www.wired.com/story/the-gaia-mission-keeps-unlocking-secrets-of-the-galaxy/).

Dice Wright que hay unos doscientos mil millones de estrellas en la Vía Láctea, “la que, viajando a la velocidad de la luz, tomaría unos 100,000 años recorrerla”. Así que imaginen lo vasto que es, por sí sola, nuestra galaxia, tanto que, sin afectarnos, una galaxia enana, llamada Sagitario, se está fusionando con aquélla, por lo que “no está en equilibrio”.

En la tercera fase de entrega de información, en mayo del 2022, la Gaia ha estudiado y hecho los mapas de 1,800 millones de estrellas, “lo que correspondería a cerca del 1 o 2 por ciento de las que hay en la galaxia. Es el mapa más completo y claro de las estrellas que la humanidad ha hecho, y varios científicos lo están usando para desentrañar nuevos secretos de nuestro vecindario galáctico. ‘Como una investigación de nuestra galaxia, supera a otras, por mucho’, señala Conny Aerts, una astrofísica estelar en la Katholieke Universiteit Leuven y que pertenece al consorcio Gaia”.

Debe de ser, pues la misión, a ocho años, con equipo muy sofisticado, ha estado recabando cientos de terabytes de útil información. Abre el artículo una foto, de gran resolución, de una parte de la galaxia que, a la distancia, pareciera una especie de telaraña, colocada delante de una intensa luminosidad. Muy impactante y fascinante es esa imagen.

Dice Wright que esa misión fue precedida por la Hipparcos, lanzada en 1989, “para medir las posiciones, distancias y movimientos de las estrellas, con una precisión sin precedentes, lo que se llama ‘astrometría’ (como menciono arriba). Antes de la misión, sólo había unas 9,000 mediciones exactas de las estrellas, pero con Hipparcos, aumentaron a 120,000, cuando concluyó, en 1993”.

Y es que es difícil medir, desde la Tierra, todas esas cuestiones, debido al movimiento relativo. Wright lo compara, acertadamente, como cuando vamos caminando y observamos los postes del alumbrado, cuya posición va cambiando, con respecto a nuestro recorrido.

Pero los científicos, en su afán de saber más, crearon, en el 2000, el proyecto Gaia, que costó casi mil millones de dólares. La nave está equipada con dos telescopios de 1.5 metros de diámetro, además de con 106 detectores muy sensibles de fotones, llamados CCDs (charge-coupled devices). “Es parecido al telescopio Hubble, que tiene muchos instrumentos para escudriñar pequeñas áreas del espacio, pero la diferencia es que Gaia es expansivo: va explorando todo el cielo y reuniendo masivas cantidades de información”.

Y es que, como le comentó a Wright, Timo Prusti, astrónomo estelar de la AEE, “el problema es que estamos en la Vía Láctea. Es como si estuviéramos dentro de un bosque, podríamos ver muchos árboles, pero ninguna forma, pues estaríamos dentro”.

Tiene razón. Muchas formas de cosas, como los países, por ejemplo, es gracias a que los podemos ver desde arriba. O la Tierra misma, que si hubiera duda de que es redonda, eso, ya está claro (aunque hay algunos fanáticos negacionistas que siguen asegurando que es plana. Pobres necios).

En el 2014, Gaia llegó a su posición estelar, “el segundo punto de Lagrange, buen sitio para estudiar a la galaxia y comenzó a observar”.

Los puntos Lagrange, de acuerdo con la NASA, “son posiciones en el espacio en donde objetos son enviados para que se mantengan allí. En los puntos Lagrange, la atracción gravitacional de dos grandes masas, iguala la fuerza centrípeta requerida por un objeto pequeño, para moverse junto con ellos. Hay cinco puntos Lagrange, siendo el L1, L2 y L3, los inestables, en tanto que el L4 y L5, son los estables. El mencionado telescopio James Webb, está ubicado en el punto Lagrange 2, que queda cerca de la Tierra, para estar en constante comunicación, en tanto que mantiene a sus espaldas al Sol, del que obtiene su energía, a la Tierra y a la Luna. Como L2 es inestable, cada 23 días debe de corregirse la posición de los satélites que orbitan esas posiciones” (ver: https://solarsystem.nasa.gov/resources/754/what-is-a-lagrange-point/).

Sencillamente dicho, los puntos Lagrange, son referencias espaciales ya establecidas, como las coordenadas terrestres, que indican la posición de cualquier lugar (son las que los mapas de Google proporcionan, por ejemplo).

Cada seis horas, Gaia escanea un gran círculo del cielo, girando sobre su eje, a baja velocidad, tomando imágenes de estrellas distantes. Usa sus dos telescopios, sus CCDs, fotómetros y un espectrómetro para medir “la posición de cada estrella, movimiento, distancia, velocidad radial y color. Estos detalles, pueden revelar todo sobre esa estrella, desde su masa, hasta su apariencia. En su misión de 10 años, la nave recolectará unas 140 veces, información de cada estrella y objeto que espía”.

Tuvo un problema, una “burbuja” que descalibró sus instrumentos, pero se pudo reparar, por fortuna. Y como es tanta la información, “se decidió hacerla pública y compartirla”.

También se mide la distancia “paralaje”, que es el movimiento relativo de las estrellas al moverse el planeta (es la mencionada analogía, de cómo vemos moverse los postes de alumbrado, mientras caminamos), así como su desplazamiento preciso. En el 2018, se entregó la segunda fase de la información que, en aquel entonces, abarcó 1.3 millones de medidas de objetos.

En esta nueva entrega, Gaia también incluyó información de 1.1 millones de cuásares, “que son núcleos súper brillantes y activos, de galaxias fuera de la nuestra, tan lejanas, que parecen inmóviles”.

Igualmente, reunió información de 158,000 asteroides que están en nuestro sistema solar y “aun de millones de galaxias en nuestro universo local”.

Al estudiar varias veces una estrella, se puede ver cómo va cambiando con el tiempo, qué tan rápido se mueve y hacia dónde va. “Las distintas imágenes, se combinan y se pueden ver en fotos 3D”, señala Wright.

Como es tanta información, 41 terabytes de la tercera entrega, los científicos de la AEE, usan algoritmos de inteligencia artificial, para corregir algunas variaciones. Claro, es como si nos pusiéramos sacar miles de fotos de nuestro entorno, personas, edificios, árboles… y tuviéramos que cerciorarnos que son del objeto determinado, sea persona o cosa, que se fotografió. Mucho trabajo.

Claro que toda esa información en bruto, debe de procesarse, dependiendo del campo de interés de los científicos que la usen.

Por ejemplo, cita Wright a Madeline Lucey, investigadora adjunta de la Universidad de Texas, quien dice que esa información, le está sirviendo para estudiar a las estrellas más antiguas, identificando las que emiten más carbón, con respecto a otros elementos. “Estudio el ADN estelar, que indica, mediante el carbón, qué estrellas son más nuevas, las cuales, se estuvieron alimentando del que emanó de las más antiguas. Así, podemos saber en qué momento, el Universo, fue teniendo más elementos, además del hidrógeno y el helio, de los que se formó inicialmente”, dice Lucey.

También, Gaia ha compartido información sobre los temblores que experimentan las estrellas en su interior, los llamados starquakes. Nuestro Sol, los tiene, pero son muy pequeños y Gaia, no los mide, pero muchas estrellas los experimentan tan intensamente, que “parpadean y expanden su radio, por los gases expulsados, hasta en un 10 por ciento”.

¡Qué suerte que nuestro Sol, no experimente grandes explosiones! Ya habríamos dejado de existir si, como dice Wright, creciera su radio un diez por ciento. Nos asaríamos, mucho más rápido que con el lamentable calentamiento global, obra del nefasto capitalismo salvaje.

Otro astrofísico, Jason Hunt, investigador del Flatiron Institute, emplea la información de Gaia, para determinar lo que se denomina la “fase espiral de Gaia”, que es la espiral formada por la posición vertical de las estrellas, contra su movimiento vertical, “lo que muestra que la galaxia, no está en equilibrio”. Como señalé antes, puede deberse a que se está fusionando la galaxia enana Sagitario con la Vía Láctea, que es lo que sostiene Hunt.

Kareem El-Badry, un astrofísico de Harvard, se está sirviendo de esa información para estudiar la ocurrencia de estrellas binarias, “que son las que giran alrededor de otra estrella u objeto. Tienen distintas velocidades, cada que Gaia las observa, debido a sus órbitas. Antes de Gaia, los científicos, habían estudiado sólo unas 10,000. Pero, ahora, ya han identificado a unas 200,000. El-Brady, muestra que muchas transfieren mucha de su masa a las que tienen cerca, convirtiéndolas en “un centro de helio, con una cubierta de hidrógeno’, como él lo llama”.

También es vital para la navegación interestelar, para que las naves viajen con mayor precisión, como la misión Lucy, de la NASA, que estudiará a los llamados asteroides troyanos de Júpiter, por ejemplo (ver: http://lucy.swri.edu/).

Ésos troyanos, son asteroides que comparten la órbita de Júpiter, “y más de 9,800 han sido hallados. Más de un millón, tienen arriba de un kilómetro de diámetro” (ver: https://en.wikipedia.org/wiki/Jupiter_trojan).      

También, “con tanta información, podrían concebirse vuelos espaciales autónomos, aunque todavía es lejano el día en que sean posibles”.

Para que eso fuera posible, supongo, tendría que contarse con mapas exactos de la trayectoria que seguirán, así como hacen los conductores de Uber o Didi, cuando se dirigen a un destino.

Igualmente, la técnica de la astrometría, “podría ayudar a la búsqueda de vida fuera del Sistema Solar, pues midiendo las masas de potenciales exoplanetas habitables, se podría proveer información valiosa que identificara bioseñales, usando un súper Hubble, como señala Aki Roberge, astrofísica de la NASA, quien pertenece a la misión para hallar exoplanetas denominada LUVOIR».

Sí, quizá el más caro deseo de la investigación espacial, es hallar vida en otras partes, la que está allí, pero no sabemos en dónde (ver: http://adansalgadoandrade.blogspot.com/2015/01/la-inocultable-inteligente-existencia.html).

Gaia entregará otras dos fases de información. Será interesante ver qué más secretos puedan descubrirse.

Y para el 2025, agotado su combustible, dejará de funcionar y será retirada a una órbita alrededor del Sol.

Quedará, dice Wright, como una “mota en el Universo, que tan asiduamente estudió”.

Contacto: studillac@hotmail.com

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