Modelando galaxias, un soporte al diseño de instrumentos astronómicos (entre otras cosas)

                 Participantes del Workshop sobre “MultiDark Galaxies”.

La Dra. Sofía Cora fue parte del grupo de astrónomos que se reunió en un Workshop sobre “Vínculos entre supernovas y sus remanentes en Argentina” y también estuvo directamente involucrada, junto a la Dra. Claudia Scóccola, en la organización del Workshop sobre “MultiDark Galaxies”.

Lo suyo son las galaxias y, puntualmente, su modelado. Es decir, no parte de la observación -aunque éstas nutren su trabajo- sino que a través de modelos numéricos, colabora en el entendimiento de la formación de  las galaxias y su evolución. Dialogamos con ella.

-En el encuentro sobre Supernovas y remanentes de supernovas, ¿cómo te sumaste a la temática?

Lo que presenté es la conexión entre las explosiones de supernovas y sus remanentes y la formación y evolución de galaxias. Las supernovas juegan un papel crucial en la determinación en las propiedades de las galaxias debido a que las mismas  eyectan mucha energía que regula la formación estelar. Me invitaron a dar un panorama sobre cuál sería el impacto en gran escala de lo que los especialistas en supernovas estudian con mucho detalle. No se puede implementar en las simulaciones y modelos de formación de galaxias el detalle fino de lo que ocurre en una explosión de supernova y el desarrollo de sus remanentes; esto es lo que se discutió principalmente en ese Workshop porque las simulaciones en formación de galaxias en un contexto cosmológico requieren la consideración de grandes volúmenes del Universo y, por lo tanto, no se puede resolver en detalle lo que ocurre en escalas estelares pero lo que se tiene en cuenta es el efecto conjunto de muchas supernovas.

-¿Cómo?

Las estrellas se forman a  partir de gas frío y cuando explotan como supernovas parte de ese gas frío se calienta y no está más disponible para seguir formando estrellas, entonces el efecto conjunto de muchas supernovas regula el ciclo de formación estelar y hace que haya menos galaxias pequeñas de lo que predice el modelo de materia oscura fría. Este modelo implica que las galaxias se forman dentro de halos de materia oscura. Nuestros modelos indican que hay muchos halos pequeños pero no hay tantas galaxias pequeñas  debido a que dichos halos no retienen tanto el material -gravitatoriamente no son tan  fuertes- y permiten que el material calentado por las supernovas sea eyectado. 

El impacto mayor de las supernovas está ahí y en la contribución de elementos químicos al medio interestelar.

-O sea, en tu charla estuvieron muy presentes esas simulaciones.

Sí, los modelos con los que estamos trabajando en el Grupo de Formación y Evolución de Galaxias, nos permiten estudiar este fenómeno, denominado feedback de supernovas. Es algo que no está muy  entendido y realmente genera un impacto muy importante en la forma en que las galaxias adquieren su masa, así como la composición química que alcanzan. Uno propone ideas pero no está claro, en especial, el destino del material calentado por las supernovas.

-Contanos algo del anterior encuentro de trabajo del cual fue sede nuestra Facultad.

Surgió luego de varios años de compartir espacios de trabajo, congresos, visitas. Tenemos colaboraciones con gente de España y decidimos hacer aquí el Workshop sobre MultiDark Galaxies** hace unas semanas; fue un encuentro muy positivo.

-¡Sobre galaxias oscuras pero que contabas que en realidad no lo son!

Claro, es que nuestro modelo de formación de galaxias lo aplicamos a una simulación de materia oscura que se llama “MultiDark” y por el nombre que le pusieron parecería que uno habla de galaxias oscuras pero no hay galaxias oscuras.

¡No tiene nada que ver con algo físico!

-¿Qué tal resultó ese encuentro de trabajo?

El impacto fue interesante, algunos participantes extranjeros se conectaron de forma remota y fue básicamente un taller para sentarse a trabajar y para resolver cuestiones relacionadas a la formación y evolución de galaxias. Hubo gente de  España, Inglaterra, Australia y por supuesto de nuestro país; por videoconferencias, participó gente de Chile, España, Alemania y Estados Unidos.

La idea es que ahora todos elaboremos una serie de artículos que permitan mostrar los resultados obtenidos aplicando distintos modelos de formación de galaxias, sobre esta misma simulación MultiDark. Estamos en el proceso de subir  estos datos a un servidor de España; los colegas de España trabajan con base de datos y están tratando de que sean más accesibles para nosotros y para el público que necesite analizar el aspecto astrofísico que deseen.

Queremos hacer públicos estos catálogos con miles y miles de galaxias para que la comunidad astronómica los utilice para sus propios proyectos de investigación. Uno de los objetivos principales es compararlos con resultados de grandes relevamientos de galaxias y poder ayudar

-con estos catálogos sintéticos de galaxias- a diseñar los relevamientos que se hacen con los nuevos telescopios que ya se están desarrollando.

-Lo de sintético resume esto de que son simulaciones de galaxias y no algo que han observado.

Así es, TODO es modelado, no observamos pero sí comparamos con observaciones para obtener información que nos ayude a modelar los procesos físicos. Por otro lado, se puede simular el proceso observacional y que sea más fácil comparar con el resultado teórico. También es útil para cuando uno diseña un telescopio y necesita definir los detalles asociados a las cuestiones instrumentales que no se conocen a priori; la simulación da un indicio de cómo debería ser el instrumento.

-Nutren, de alguna manera, a ingenieros y técnicos especializados en el diseño y construcción de telescopios y otros instrumentos.

Sí, un ejemplo es el Large Synoptic Survey Telescope (LSST) que se está diseñando en Chile y que en unos años generará una cantidad enorme de observaciones.

Tenemos un artículo publicado en este año*** que muestra cómo se usa la información de los modelos para simular cómo sería una observación y así mejorar la técnica de observación del instrumento que se vaya a construir.

-Esas Jornadas de trabajo tuvieron también un Curso más puntual.

Sí, contamos con dos profesores, de España y Australia, que luego del Workshop se quedaron dando un curso de formación y evolución de galaxias**** para estudiantes de grado, posgrado e investigadores que quisieran conocer sobre  esta rama de la Astronomía.

Fue un curso muy práctico para aplicar las herramientas que se utilizan en programas diseñados para analizar los resultados de las simulaciones e interpretarlas.

Estoy muy conforme con ese Curso y conté con la estrecha colaboración de la Dra. Claudia Scóccola para que saliera todo bien.

**(multidarkgalaxies.fcaglp.unlp.edu.ar/)

***(http://iopscience.iop.org/article/10.3847/0004-637X/829/1/50/pdf)

****(http://fcaglp.unlp.edu.ar/~cscoccola/Galaxies/)

Investigador Adjunto de CONICET

Una explosión luminosa para la ciencia astronómica

Gloria Dubner es Dra. en Astronomía, Directora del Instituto de Astronomía y Física del Espacio. Hace pocos días participó en el Workshop sobre “Vínculos entre supernovas y sus remanentes en Argentina”**. Dialogamos con ella sobre su aporte al tema y también sobre el Premio Consagración en Astronomía que le fuera otorgado por la Academia Nacional de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

     Participantes del Workshop sobre “Vínculos entre supernovas y sus remanentes en Argentina”

-¿Qué significa ese Premio en relación a tu trabajo?

Es el premio más importante que he recibido en mi vida; el Premio Consagración primero me sorprendió y luego me gustó porque es una forma de ir cerrando un ciclo en la investigación y ver si el trabajo dio fruto y tuvo sentido.

-¿Cuál fue tu aporte en el tema del Workshop?

Hice una descripción general de lo que son los restos de supernovas, cómo se los ve a través de todo el espectro electromagnético, qué tipo de información se puede extraer.

-¿Cuáles son los instrumentos que te brindan esa información?

 Mis investigaciones fueron hechas con antenas de diferentes radiotelescopios pero cuando te das cuenta que debes completar el rompecabezas hay que usar otros instrumentos,  como satélites para Rayos, telescopios ópticos. Cada uno pinta el cielo con un color distinto y necesitas juntarlos a todos para comprender mejor qué sucede y por qué.

-Esos remanentes de supernovas son…

Son las nebulosas que se forman después de la explosión de una estrella y quedan como latiendo en el espacio por unos 10.000, 20000 años más. Luego de que una estrella explota se modifica todo el entorno de manera irreversible; los remanentes son esos restos y la forma en que modificaron todo el entorno.

-¿Dejan un entorno luminoso?

¡Sí!  Y luminosos en todas las bandas del espectro, cada una de ellas revela una información distinta. Yo tomo como ejemplo, imaginar una habitación a oscuras y que cuando encendes la luz podés estudiar el espectro de la luz, el color, la intensidad pero también iluminás todo lo que hay en la habitación.

El remanente de supernova muestra cómo se perturbó el espacio pero también todo lo que había alrededor porque la onda de choque viajando a 5000 o 10000 kilómetros por segundo atropella de una forma impresionante las nubes alrededor. Las deforma, modifica y se vuelven luminosas; esas nebulosas cuentan con mucha información del pasado y del futuro.

-En este workshop quisieron unir gente que trabaja en ambas cosas.

Sí, trabajamos tanto en cómo se produce esa explosión como en las consecuencias que tiene en el medio interestelar; perturba a todo el vecindario pero a su vez informa acerca de cómo fue la estrella que explotó: es como hacer una autopsia de la estrella. Al momento de explotar se abre y muestra todo lo que tenía en el interior.

-Sino quedaría la información encriptada.

Claro, sin mostrar los átomos que generó en el interior. Indagar sobre esa estrella una vez que explotó no es algo obvio ni elemental, por eso hacemos este tipo de encuentros.

Gloria Dubner es Investigadora Superior del CONICET.

Ciclo de Charlas de los viernes: Biometeorología Humana

16 de diciembre a las 19.00h, en el Planetario de la UNLP. Esta charla la brindará la Dra. en Ciencias de la Atmósfera Adelia Perla Alessandro (FCAG). Entrada libre y gratuita.

“La biometeorología es la rama de de la ciencia que trata las relaciones entre los procesos atmosféricos y los de la vida. Aun cuando a los humanos nos agrada pensar que nos hemos independizados de las fuerzas naturales, estamos en gran medida gobernados por el tiempo, tanto en nuestras actividades como en las reacciones de nuestro cuerpo. A menudo no somos conscientes de ello hasta que sudamos copiosamente, el sol o el frío nos producen quemaduras o padecemos dolores artríticos durante una temporada. Si bien estas relaciones se ha estudiado desde la Antigüedad, todavía existen muchos problemas por resolver, debido a la complejidad de los fenómenos atmosféricos y al funcionamiento intrincado del cuerpo humano. Veremos brevemente algunas de las influencias que ejercen las variables meteorológicas sobre el ser humano, así también como los resultados de algunos trabajos sobre pacientes con enfermedades respiratorias, cardíacas y de huesos del gran Bs As”.

**http://snsnr2016.fcaglp.unlp.edu.ar/