Para los astrónomos, uno de los mayores obstáculos es la oscuridad propia del Universo, especialmente, la que genera el gas y el polvo que ensombrece objetos como los núcleos activos de galaxias o AGN. Estos núcleos emiten una enorme cantidad de energía producida por un agujero negro supermasivo sobre el cual se precipita materia a un ritmo considerable. Los procesos de acreción resultan fundamentales para la evolución de las galaxias activas. Sin embargo, sus núcleos a menudo quedan ocultos por una estructura de polvo, llamada toro, que rodea el agujero negro central. Estudiar las propiedades de este polvo nuclear, los procesos de acrecimiento y su conexión con la evolución de las galaxias, especialmente, en el Universo cercano, es el objetivo principal de la investigación que Omaira González Martín desarrolla en el Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM, Campus Morelia). Con el propósito de coordinar algunas propuestas de observación para el telescopio espacial James Webb (JWST), que será lanzado a finales de 2021, y reforzar las líneas de colaboración con el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), la investigadora ha formado parte del Programa de Visitantes Fundación Jesús Serra, una iniciativa que promueve las visitas en el IAC de investigadores de gran prestigio internacional.

Pregunta: Durante su estancia en el IAC, ha colaborado en la preparación de varias propuestas de observación para el JWST. ¿Qué ventajas proporciona este telescopio respecto a otros?

Respuesta: Uno de los objetivos principales de esta estancia ha sido contribuir a la elaboración de varias propuestas de observación para el JWST. Este satélite va a ser lanzado hacia finales de 2021 después de más de 25 años de planificación y desarrollo. Aunque ha sufrido algunos retrasos, es la joya de la corona de los satélites dentro de la Astrofísica. Va a ser un salto sustancial en las capacidades de observación de fuentes distantes o débiles en el rango del infrarrojo. Con su espejo de 6 metros, el más grande jamás puesto en el espacio, nos va a permitir, por primera vez, observar estas fuentes que, por su debilidad, nunca han podido ser observadas desde tierra con tanta sensibilidad. Además, no solo nos permitirá estudiar la fuente como un todo, sino también resolver espacialmente su morfología, que jamás ha podido hacerse a escalas tan pequeñas.

P: ¿En qué consisten las propuestas de observación que se han presentado desde el IAC?

R: Dentro de la colaboración hemos enviado media docena de propuestas, pero debo resaltar las que hemos liderado Cristina Ramos Almeida, investigadora del IAC, y yo durante mi estancia en el centro. Las propuestas están relacionadas con el estudio de los AGN. Cada vez son más las evidencias de que las galaxias evolucionan a la vez que su núcleo, de manera que éste afecta a la evolución de la galaxia y viceversa. Sin embargo, no se sabe cómo algo tan pequeño como el núcleo puede hacer que la galaxia se dé cuenta de su presencia. Cristina Ramos tiene un proyecto precioso, en el que colaboro, que pretende estudiar cómo el núcleo activo puede afectar a la galaxia mediante una muestra de los núcleos activos de galaxias más potentes en el Universo relativamente cercano. En concreto, el JWST nos va a permitir trazar los vientos que produce el núcleo y estudiar la formación estelar para ver si estos vientos incentivan o detienen la formación de estrellas.

Otro proyecto, que fue liderado por mí, es el estudio de las propiedades del polvo en los núcleos activos, un tema que llevamos décadas discutiendo. Primeramente, se creyó que esta estructura de polvo era siempre igual para todos los núcleos activos y las diferencias que veíamos en los distintos tipos de actividad se debían a la orientación en el plano del cielo respecto a nosotros. En los últimos 10 años ha habido una verdadera revolución en este campo de estudio. Ahora sabemos que esta estructura de polvo en los núcleos activos es diferente para cada tipo de fuente. Mi teoría (y la de otros colaboradores) es que el polvo evoluciona y cada núcleo activo que vemos es una foto de un momento distinto. La propuesta que hemos enviado estudiará un conjunto de núcleos activos cercanos que creemos que están en un estado de evolución diferente.

La exploración del espacio es una fuente ilimitada de preguntas

P: ¿De qué manera los Observatorios de Canarias pueden complementar las observaciones realizadas con el JWST?

R: Todas estas propuestas que acabamos de enviar para obtener tiempo de observación con el JWST están complementadas o han sido exploradas previamente con observaciones desde el Observatorio del Roque de los Muchachos (ORM), en La Palma. Por ejemplo, este trabajo sobre la evolución del polvo en núcleos activos lo comencé hace ya un tiempo, cuando estuve en el IAC como investigadora postdoctoral durante 4 años, utilizando el Gran Telescopio Canarias (GTC). Éste ha sido uno de los pocos telescopios del mundo que han observado en el mismo rango espectral en el que emite el polvo. Esto se debe a que la ventana de observación en el infrarrojo medio es muy difícil de obtener desde tierra. Solo cielos tan buenos como el ORM y un área colectora tan grande como la del GTC permiten comenzar a explorar este rango. Ahora, con el lanzamiento del JWST, vamos a dar un salto en calidad, pero estamos preparados gracias a las infraestructuras que nos ofrecen los Observatorios en Canarias. Este camino andado nos ha dado visibilidad ante la comunidad astronómica y nos ha permitido liderar trabajos en el campo del estudio de la actividad nuclear en galaxias. Además, el apoyo que me ha ofrecido el Programa de Visitantes de la Fundación Jesús Serra es de vital importancia para mantener nuestras redes de investigación activas, promoviendo la interacción con colaboradores que nos nutren de nuevas ideas para utilizar las instalaciones de estos Observatorios.

P: ¿Qué preguntas quedan aún por responder en su campo de estudio?

R: La exploración del espacio es una fuente ilimitada de preguntas. Imaginemos esos primeros exploradores de los confines de la tierra. ¿Creen que volvieron alguna vez de su viaje pensando que ya lo sabían todo? Cada vez que aprendían algo, se abrían a su paso nuevas incógnitas. Así funciona la Ciencia. En mi campo, hemos avanzado mucho en las últimas décadas acerca del conocimiento de los núcleos activos de galaxias, pero aún son muchas las incógnitas por conocer. Quizás las preguntas que más dolores de cabeza producen ahora mismo están relacionadas con la evolución de las galaxias. Necesitamos saber cómo el AGN actúa en su evolución. Sabemos que debe haber algún impacto porque está demostrado que no evolucionan libremente, sino que van de la mano. Sin embargo, nos está costando entender los mecanismos que lo regulan. Quizás otra pregunta muy en auge en este campo del conocimiento está relacionada con los núcleos más oscurecidos. Observaciones del Universo a distancias cosmológicas predicen una ingente cantidad de estos núcleos muy oscurecidos. Sin embargo, estamos fallando en encontrarlos, ni siquiera en el Universo Local. Creo que, de hecho, el JWST va a ser una revolución también en esta área. Finalmente, una pregunta que me interesa muchísimo es cómo se distribuye el material que nutre al núcleo activo y si estas ‘reservas alimenticias’ (principalmente gas y polvo) son la clave para entender las clases de los núcleos activos y su evolución.

P: ¿Cómo se complementa el estudio de la formación y evolución de las galaxias con otras áreas de la Astrofísica?

R: Para mi, la formación y evolución de las galaxias es todo. De una u otra manera, todos estamos ayudando al entendimiento de la evolución del Universo a través de la formación y evolución de las galaxias. Por ejemplo, los físicos estelares contribuyen al entendimiento de los procesos que producen la formación de estrellas a través del colapso de nubes moleculares. Este estudio es indispensable para entender cómo las galaxias evolucionan. Los que estudian el Sol utilizan la estrella más cercana para entender los procesos físicos y químicos que se producen en estrellas que finalmente son los constituyentes básicos de las galaxias. Los que estudian nebulosas planetarias (explosiones de estrellas) quieren entender cómo el medio se ve enriquecido de elementos para que la siguiente generación de estrellas, alimentada por ese medio, sea diferente a la original. Los que trabajamos en núcleos activos ayudamos al entendimiento de los procesos de retroalimentación entre la galaxia y el núcleo. Para ello nos apoyarnos en los trabajos de toda la comunidad.

P: Si tuviera que destacar solo una de las revoluciones más importantes en Astronomía, ¿con cuál se quedaría?

R: Hay muchos descubrimientos recientes que merecen ser mencionados. Por ejemplo, la primera imagen del horizonte de eventos de la galaxia M87 con el arreglo interferométrico EHT o la confirmación de la existencia del bosón de Higgs hecho con el colisionador de hadrones. Sin embargo, si me hacen escoger uno, me quedaría con las ondas gravitacionales observadas con el experimento LIGO. Más allá de lo impresionante de la confirmación observacional de una teoría (hecho que comparte con los dos descubrimientos que mencioné primero), para mí la importancia de las ondas gravitacionales es que abren la puerta a estudiar el Universo de otra manera. Es un hito histórico similar a la primera vez que descubrimos que el Universo emitía en rayos X (hecho por el que Ricardo Giacconi, recientemente fallecido, obtuvo el premio Nobel de Física). Es como si además del sabor, olfato, tacto, vista y oído, nos hubieran descubierto un nuevo sentido con el que somos capaces de apreciar detalles nuevos de nuestro entorno. A los astrónomos nos ha salido un superpoder con las ondas gravitacionales porque, además de estudiar a los objetos por su luz o efectos gravitatorios, ahora seremos capaces de estudiar algunos de ellos a través de la radiación gravitatoria que producen en determinados momentos. Todavía hay mucho que recorrer en este campo para ganar la sensibilidad suficiente, pero, en mi opinión, es una línea de investigación que proporcionará avances increíbles en las próximas décadas.

Vamos a lanzar un barco pirata al espacio cuyo despliegue es toda una hazaña tecnológica

P: ¿Por qué cree que es importante la Ciencia y, en especial, la Astronomía para la sociedad?

R: Volviendo al JWST, este satélite es la prueba de cómo el avance científico en nuestra área empuja al avance tecnológico. Vamos a lanzar un barco pirata al espacio (en referencia a la forma de vela y mástil que tiene el satélite con su telescopio) cuyo despliegue es toda una hazaña. Para ello los consorcios han desarrollado tecnología puntera que, seguro, será utilizada en otros desarrollos en tierra y en el espacio. Eso ya ha pasado con otros satélites que han sido precursores de la red de telecomunicaciones mundial. Pero no todo es tecnología implementada a partir de avances en Astrofísica. La Ciencia es para mí el reflejo del interés del ser humano por crecer en su conocimiento. Por lo tanto, es inherente a la humanidad. Si se olvida, estamos olvidando parte de nuestra esencia y una de las claves de por qué nos distinguimos de las otras especies en la Tierra. No entiendo cómo algo tan característico de nuestra especie, se encuentra siempre en tela de juicio y muchas veces es la faceta más olvidada por los estamentos políticos de la sociedad. Posiblemente los que hacemos Ciencia tenemos parte de culpa en no saber convencer a la sociedad de que hay que defender todas las áreas del conocimiento y su crecimiento. Si no las cuidamos y las hacemos crecer, entrarán en decadencia. Esa decadencia afecta a todos. En tiempos de esta pandemia, que tantas vidas ha truncado y que nos sigue preocupando a todos, se ha visto cómo la inversión en Ciencia básica en todas las áreas debe continuar. Parecía que las pandemias eran del tercer mundo o de tiempos lejanos de otra Europa. Seguramente, por eso, la inversión en el estudio de enfermedades víricas no era prioridad del primer mundo. Ahora que hemos decidido apoyar este tipo de investigaciones, en solo un año hemos conseguido, además de una vacuna contra la enfermedad, un impulso a una línea de investigación que potencialmente curará muchas enfermedades que afectan a grupos minoritarios de la sociedad. No hay que olvidar ningún aspecto de la Ciencia porque todos son importantes.

P: ¿Qué apoyos considera necesarios para la investigación científica?

R: El apoyo debe ser a todos los niveles de la sociedad; entidades públicas y privadas deben favorecer económicamente el desarrollo del conocimiento. Este Programa de Visitantes de la Fundación Jesús Serra es un gran ejemplo de cómo apoyar a los científicos. Sin programas como éste, no podríamos realizar nuestro trabajo. Los investigadores debemos contribuir a la enseñanza, tanto básica como de especialización, además de desarrollar nuestra carrera científica de manera seria. Con ello conseguiremos que la inversión tenga un retorno a la sociedad y que ésta se involucre en el avance científico.