Doctor Rolando Ísita Tornell
HAZAÑA DEL HOMBRE
Años atrás, en una primavera como ésta, una de las astronaves Voyager de la NASA, a seis mil millones de kilómetros de distancia –más allá de Plutón- se alejaba del Sol a una velocidad de 65 mil kilómetros por hora. Recibió la instrucción de modificar la orientación de sus cámaras, dirigiéndolas hacia los planetas, la familia del Sol.
La instrucción parecía no tener sentido: la astronave ya había culminado sus objetivos científicos, además de que se corría el riesgo de dañar la cámara con la poderosa luz de la estrella Sol. El astrofísico Carl Sagan convenció a las autoridades de la misión que había que compartir con la humanidad esas imágenes.
En una de esas fotografías, nuestro planeta aparece como un mero puntito de luz azul pálido. Si fuéramos unos viajeros del espacio, no seríamos capaces de decir si alberga algo.
En ese puntito azul pálido, de cuatro mil 500 millones de años de existencia, apenas hace tres millones que falleció la joven Lucy, como de 21 años de edad, bajita, de apenas 1.07 metros de estatura y 28 kilogramos de peso. Aún no sabía hablar y, en vida, con sus semejantes, enfrentó a bestias para sobrevivir; soportó fríos a la intemperie, sin más ropa que su piel; calores asfixiantes, con poca agua, y sin más armas que sus manos. Es nuestro más antiguo ancestro.
DESARROLLO DE HABILIDADES
Es una hazaña que estemos aquí, gracias a haber venido desarrollando habilidades para entender cómo funciona la naturaleza, la vida; cómo es el cielo de las noches; cómo transcurren los días, la alborada y el ocaso del Sol.
Ya hemos podido llegar al satélite natural de nuestra única casa en el firmamento: el puntito azul pálido, y enviado artefactos más allá de los planetas exteriores del sistema solar; hemos diseñado herramientas cada vez más sofisticadas en Tierra y en órbita, que nos permiten escudriñar el Universo tan lejos como 10 mil millones de años luz de distancia.
Observar el cielo nocturno cada vez con más detalle ha sido fundamental para la evolución humana, probablemente desde Lucy hasta estos días. Todas las civilizaciones han tenido en su base hurgar el cielo con todo detalle. Las de los habitantes de nuestro territorio, México, no han sido la excepción. Hoy todas las naciones reconocen la astronomía avanzada de nuestro país desde los antiguos mexicanos, quienes organizaron su vida, sus ciudades, sus sociedades de acuerdo a la posición de los astros y sus aparentes movimientos, o su aparente inamovilidad.
LOS ANTIGUOS ASTRÓNOMOS MEXICANOS
En Xochicalco (“casa de las flores”), por ejemplo, hace mil 309 años, 909 antes que Galileo observara por vez primera el cielo nocturno con telescopio, sus habitantes construyeron en la urbe celeste un observatorio para el día en que la luz del Sol no hace sombra. Hasta la fecha, los días 15 de mayo y 29 de julio, al alba, pareciera que el Sol surge del volcán Popocatépetl, visto desde el complejo habitacional llamado La Acrópolis. Esto evidencia que el centro de la ciudad fue escogido minuciosamente para ajustar su posición Norte-Sur y así poder observar esta conjunción del alba solar con el volcán.
Asimismo, al iniciar el año, esa conformación de luceros parecida a un escorpión, con la estrella roja Antares vista desde Xochicalco, pareciera surgir del cerro Colotepec (escorpión) en el horizonte del lado Oriente. En la pirámide de las Serpientes Emplumadas, sus tableros y taludes contienen representaciones relacionadas con la cuenta del tiempo, como el ciclo de 52 años solares; la división del año en dos partes. En la cancha del Juego de la Pelota, el Sol puede verse a través de los anillos del juego en los días del equinoccio.
Prácticamente todas las estructuras arquitectónicas de las civilizaciones mesoamericanas tienen una disposición relativa al movimiento de los astros, acusadamente el Sol, la Luna y Venus.
La observación humana del cielo nocturno fue a simple vista hasta el año 1609, cuando uno de nuestra especie, Galileo Galilei, usó un telescopio para observar las luces del cielo nocturno, y todo empezó a cambiar en nuestra manera de pensar y de ver el mundo, que ha ido desplazando nuestra arrogancia egocéntrica desde el centro del firmamento hasta un modesto suburbio exterior de una más, la Vía Láctea, de entre miles de millones de galaxias.
HAZAÑAS DE LA ASTRONOMÍA MODERNA
La astronomía mexicana ha tenido su modesta pero relevante contribución a esa comprensión cada vez más detallada de ese Universo; de los tabiques que lo constituyen, que fabrican sus estrellas, de los que se formaron las galaxias, la estrella Sol y sus planetas, incluida la motita azul pálida, la Tierra.
Si bien nuestro país se incorporó tarde a la astronomía moderna, desde sus inicios nuestros astrónomos mostraron gran capacidad, talento y competencia internacional. En 1874, Francisco Díaz Covarrubias encabezó una expedición a Japón para observar el tránsito de Venus frente al Sol, logrando uno de los primeros y mejores reportes del evento.
En su grupo iba el historiador Francisco Bulnes, cuyos apuntes sobre Japón impulsaron las relaciones diplomáticas de México con aquél país, en una nación que con dificultad se restauraba de la devastación de las guerras de intervención, presidida entonces por Sebastián Lerdo de Tejada, quien, no obstante las penurias económicas, supo de la importancia de apoyar a Covarrubias en su propósito astronómico.
OBSERVATORIO DE CHAPULTEPEC
El 5 de mayo de 1878 se inauguró el Observatorio de Chapultepec, ubicado en el llamado “Caballero Alto” del legendario y emblemático Castillo. Al día siguiente de la inauguración, los astrónomos mexicanos observaron el tránsito del planeta Mercurio frente al disco solar. En septiembre de 1882, detectaron el paso del Gran Cometa (uno de los dos fragmentos del cometa Ikeya-Seki) con un telescopio refractor de 38 centímetros.
La divulgación de la astronomía ha sido también de la mayor importancia en el país, desde sus albores modernos. En 1881, el director del Observatorio, ingeniero José Ángel Anguiano, inició la publicación del Anuario del Observatorio de Chapultepec, con datos de la posición celeste de los astros, resúmenes meteorológicos y artículos de divulgación.
EL “CARTA DEL CIELO”
El telescopio tipo Carta del Cielo fue adquirido por el gobierno de Porfirio Díaz en 1889, a solicitud del ingeniero José Ángel Anguiano, director del Observatorio Astronómico Nacional, fundado el 5 de mayo de 1878. Que el gobierno de Díaz concediera su adquisición fue resultado de la exitosa presentación de una fotografía de la Luna en un Congreso Internacional de Astronomía efectuado en París, cuya temática era justamente la fotografía del cielo.
La placa fue obtenida por Guillermo Beltrán y Puga, Teodoro Quintana y José María Chacón, abnegados colaboradores de Anguiano, con un telescopio llamado pomposamente “Gran Ecuatorial”, un refractor de 38centímetros de diámetro y cinco metros de distancia focal, que no estaba diseñado para realizar fotografías.
Considerando que la fotografía a base de gelatina de bromuro con nitrato de plata sobre placas de cristal se inventó en 1871, y que las exposiciones aun a la luz del día eran tan largas como segundos, tomar aquella fotografía del cielo nocturno fue en verdad una proeza.
Por el impacto del trabajo de los astrónomos de Tacubaya en aquel congreso, en 1887, el almirante Amédée Ernest Mouchez, director del Observatorio de París, que había ideado un proyecto de 22 mil placas fotográficas del cielo para cartografiarlo, invitó al gobierno mexicano a participar, con el compromiso de capturar imágenes de estrellas desde magnitud 11, más luminosas; hasta 14, menos luminosas, cubriendo una área comprendida entre -10 y -16 grados de declinación (coordenadas de medición de posiciones Norte-Sur), reuniendo un total de mil 260 placas, esfuerzo que concluyó en 1943.
El reporte de los resultados debía contener las medidas cartesianas, las constantes necesarias para su transformación en medidas celestes, el tiempo de exposición da cada placa, el estado atmosférico, la fecha y las condiciones de visibilidad.
El telescopio tipo Carta del Cielo del Observatorio Astronómico Nacional (OAN) se compró en la Casa Grubb de Dublín, Irlanda. Había otros fabricantes que podían hacer este instrumento, pero México había adquirido ya otros instrumentos de esa casa, existían referencias, era un fabricante serio, de los mejores en aquel entonces.
Para ilustrar la calidad de este fabricante de instrumentos astronómicos, hay un documento en la biblioteca del Instituto de Astronomía de la UNAM titulado Telescopios Victorianos, que trata de los telescopios que se fabricaban en aquella época en Inglaterra, varios de la Casa Grubb. Entre ellos aparece una fotografía de un Carta del Cielo aún en proceso de fabricación. El pie de foto dice que se trata del telescopio destinado para México.
ESTRELLAS EN FORMACIÓN
En el siglo XIX, el británico Sheburne Wesley Burnham observó el extraño fenómeno astronómico de un objeto brillante que lanzaba chorros por sus dos extremos, pero no pudo ofrecer una explicación. Fue hasta la década de los cuarenta del siglo veinte cuando se supo que se trataba de estrellas en formación, que engullían material circundante. Por lo mismo, el material se arremolina alrededor de la estrella en forma de plato, llamada disco de acreción o circumestelar, y en momentos la estrella en formación pareciera vomitar el material tragado en forma de jets, o chorros perpendiculares al disco.
Los chorros lanzan material a velocidades de varios cientos de kilómetros por segundo, el cual choca con el gas y polvo interestelar, y forma unos patrones de brillos muy peculiares. Los astrónomos que estudiaron este proceso en detalle, entre 1946 y 1947, cada uno por su lado, fueron George Herbig y el mexicano Guillermo Haro. Por eso reciben el nombre de Objetos Herbig-Haro.
POCOS, PERO TALENTOSOS
En general en nuestro país ha habido pocos científicos por habitante, pues hemos carecido del impulso de una cultura que haga de la ciencia el motor de nuestro desarrollo, como sucede con las grandes potencias. No obstante, nuestros científicos son muy competentes a escala internacional. Los astrónomos son un buen ejemplo de ellos. Sus contribuciones son de las más citadas en la literatura científica, amén de sus contribuciones con instrumentos de tecnología de última generación.
LA DÉCADA MÁS RECIENTE
En los últimos diez años han sido frecuentes las aportaciones de conocimientos nuevos y descubrimientos de los astrónomos mexicanos a la astrofísica. Bástenos mencionar el descubrimiento de una estrella en formación, rodeada de una esfera de vapor de agua, por el grupo de Luis Felipe Rodríguez, Salvador Curiel y Jorge Cantó; años después, el mismo Salvador Curiel descubrió un disco de acreción en una estrella muy masiva, cuando se pensaba que estos discos sólo se presentaban en estrellas pequeñas parecidas al Sol.
EL UNIVERSO SE ENFRÍA
Por su parte, Vladimir Ávila reportó que los estallidos de rayos gamma, eventos poderosísimamente energéticos, han decrecido desde hace decenas de miles de millones de años hasta nuestros días, lo que induce a pensar en el enfriamiento del Universo.
Materia perdida, encontrada. ¿Cómo llegó ahí? Del cálculo de la materia y energía que compone el Universo, sólo el cinco por ciento es materia conocida, común y corriente (protones, neutrones, electrones, etcétera) o “bariónica”, como la llaman los físicos; el resto es materia y energía exóticas, que llaman “oscura”. Resulta que del inventario de ese cinco por ciento de materia conocida, faltaba la mitad ¿dónde estaba?
Fabrizio Nicastro y Yair Krongold la encontraron de manera muy ingeniosa, usando el poderoso destello de un jet de cuásar que atravesó el espacio intergaláctico hasta nosotros y en los registros presentó zonas de absorción indicando la presencia de varios elementos muy dispersos en un espacio intergaláctico poco denso pero muy caliente: ahí estaba la materia perdida. ¿Cómo llegó ahí?
El colapso o estallido en la muerte de estrellas muy masivas no es lo suficientemente poderoso como para lanzar el material fuera de las galaxias. Yair Krongold encontró la respuesta: los hoyos negros. No es del todo correcto que estos “monstruos” engullan absolutamente todo a su alrededor. En lo que los astrónomos llaman el “horizonte de eventos” de un hoyo negro suceden cosas extrañas, como si se tratara de la superficie de un esmeril que, al acercarle un metal, vemos cómo lanza chispitas por todos lados. El fenómeno es tan poderoso que el material es lanzado hasta el espacio intergaláctico por los hoyos negros, que acusadamente habitan en el zócalo de las galaxias.
IMÁGENES ASTRONÓMICAS CON TÉCNICA DOPPLER
¿Pueden imaginarse tomar una fotografía de un avión jet con sólo la emisión de su sonido? Es perfectamente posible. Eso hace el sonar de los submarinos o el ultrasonido para ver bebés en el vientre de sus madres sin dañarlos; pero parecería de ficción poder ver una estrella binaria con el llamado efecto “doppler” (si la sirena de una ambulancia se acerca, escuchamos su sonido agudo; si se aleja, cambia a un tono más grave.
La onda de sonido se aplasta hacia adelante de la ambulancia y se elonga detrás de ella. En la luz sucede igual, pero se manifiesta corriéndose al rojo del espectro de luz si se aleja y hacia el azul si se acerca). Juan Echevarría pudo “fotografiar” una estrella binaria usando por vez primera la técnica del efecto doppler, con el telescopio de dos metros del Observatorio Astronómico Nacional de San Pedro Mártir.
ESTALLIDOS DE SUPERNOVAS Y EL VOLCÁN POPOCATÉPETL
A Jorge Cantó y Alejandro Raga les fascina hacer modelos matemáticos para entender la formación y colapso de las estrellas, y el comportamiento de las ondas de choque cuando estalla una supernova. La física es igual allá afuera que aquí en la Tierra, y por ello supusieron que en el estallido de una erupción del volcán Popocatépetl, la onda de choque debía comportarse físicamente como en cualquier otro lugar.
Hicieron un modelo agregando densidad de la atmósfera, temperaturas, densidad de materiales, resistencia del tapón rocoso del volcán, demás ingredientes y su modelo predijo que la onda de choque tendría el poder equivalente a las ráfagas de huracán a 200 kilómetros por hora, que se diluiría a una distancia de entre 12 y 25 kilómetros del cráter.
Cuando el volcán hizo erupción, ya se había evacuado a la población aledaña a 25 kilómetros de distancia; gracias al modelo de los astrónomos, no hubo desgracias humanas que lamentar.
ESTALLIDOS GALÁCTICOS DE RAYOS GAMMA
Los estallidos de rayos gamma (ERGs) son las explosiones más poderosas conocidas, pero son muy elusivos para su detección, por su cortísima duración; no obstante, William Lee se las ingenió para descubrir estallidos de rayos gamma provenientes de cuatro galaxias, tres de las cuales compartían la característica de haber agotado su polvo y gas cósmico, nutrientes de las estrellas (viejas); la cuarta tenía vida media.
¿Cómo se formaron las Columnas de la Creación? Es probable que ustedes hayan visto las preciosas imágenes de la gigantesca nebulosa del águila, la cual tiene una región con formaciones de columnas muy singulares, que han recibido el apodo de “dedos de la creación”, pero no los forma ninguna deidad. La explicación física fue dada a conocer por José Franco, Guillermo García-Segura y Alfredo Santillán, a través de una simulación numérica.
En el extremo de los “dedos” de polvo y gas cósmico, hay una incubadora de estrellas. Eso se sabía, pero el comportamiento específico de la irradiación de las estrellas nacientes, el viento estelar, con el material de polvo y gas circundante, fue la aportación de nuestros astrónomos.
PEQUEÑO SISTEMA PLANETARIO
Desde hace más o menos una década se han multiplicado los descubrimientos de planetas en otras estrellas distintas a la nuestra, pero la joven astrónoma Lucía Adame descubrió un objeto subestelar (que aún no llega a estrella) con un disco que sugiere la existencia de un minisistema planetario.
ASTROFÍSICA CON AGUA
Otra joven astrónoma mexicana, Magdalena González, encabeza la parte científica de un megaproyecto de física de frontera llamado HAWC (observatorio de Agua Cerencov de Gran Altitud, por sus siglas en inglés), un observatorio que en vez de telescopio usa cientos de oscuros tanques cilíndricos de agua dispuestos en rectángulo, como alberca, a cuatro mil metros de altura, en la Sierra la Negra, Puebla, cerca del Gran Telescopio Milimétrico del INAOE.
Magda está siendo pionera de una astronomía nueva, astrofísica de partículas. La Tierra está siendo bombardeada permanentemente por poderosos rayos cósmicos de los que nuestra atmósfera nos protege. Sin embargo los rayos cósmicos chocan con las partículas más exteriores de nuestra atmósfera haciendo chuza, como en el boliche, creando una lluvia de partículas que se van diluyendo antes de tocar tierra. En agua del cerencov a gran altura se produce un fenómeno de luz conocido como cerencov que permitirá inferir qué está pasando allá afuera en el cosmos de donde provienen los poderosísimos rayos cósmicos.
TECNOLOGÍA DE PUNTA
En el aspecto tecnológico, en los últimos diez años, nuestros astrónomos del Instituto de Astronomía de la UNAM y del Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE) y el Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI) han sido capaces de desarrollar instrumentos de nueva generación que han competido en su licitación con otros países.
Tal es el caso de la Cámara de Verificación (CV) para el Gran Telescopio de Canarias, el telescopio reflector óptico más grande construido hasta la fecha en el mundo, que por sus mismas dimensiones (10.4 metros de diámetro en su espejo primario, ha sido necesario construirlo en segmentos, 36 espejos en forma hexagonal. La CV es un instrumento que entre otras funciones coloca en el punto focal de la curva del espejo a los 36 segmentos con precisión micrométrica.
Los técnicos astronómicos mexicanos también diseñaron para el GTC la cámara OSIRIS (Optical System for Imagine and low Resolution Integrated Spectroscopy), un sistema óptico para imagen y espectroscopia integrada de resolución baja e intermedia. Con este instrumento el GTC podrá hacer espectroscopia de varios objetos simultáneamente, además de incorporar el uso de filtros sintonizables que permiten observar con precisión en una línea específica del espectro de luz.
Asimismo, el Instituto de Astronomía lidera la construcción del instrumento FRIDA que es desarrollado para el GTC junto con el Instituto de Astrofísica de Canarias (Esp), la Universidad de Florida (EUA), el CIDESI, la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad de Marsella y el Laboratorio de Astrofísica del Observatorio Midi-Pyrénées (FRA). Este instrumento permitirá investigar objetos muy distantes en alta resolución, muy cerca del origen del Universo; dilucidar qué ocurre en el interior de las regiones donde se forman las estrellas, en los núcleos de las galaxias o cómo es su evolución química y sus movimientos.
Si tuviéramos una cultura científica, si tuviéramos políticas de Estado sobre ciencia, todas estas modestas hazañas de nuestra astronomía (y de otras disciplinas científicas) habrían redundado en nuestra sociedad en su visión del mundo y su manera de pensar, y en un desarrollo tecnológico que nos haría competitivos en esta llamada economía del conocimiento.
A fin de cuentas ha sido esa visión y ese pensamiento, el científico, el que ha permitido la sobrevivencia y evolución de la especie desde Lucy, hace 3 millones de años hasta nuestros días. 2009, Año Internacional de la Astronomía.
