Un viaje a los enigmáticos sismos estelares

Los temblores y terremotos son algunos de los fenómenos naturales más sorprendentes e inquietantes del planeta Tierra. Su ocurrencia a lo largo de la historia ha sido motivo de toda clase de especulaciones para intentar entender su origen y su impacto en los diferentes asentamientos humanos.

¿Por qué ocurren? ¿Pueden predecirse? ¿Tienen alguna relación con otros fenómenos naturales como los huracanes? Estas son algunas de las preguntas más recurrentes cuando sucede algún movimiento telúrico en nuestro planeta, pero hay una inquietud que resulta mucho menos común y cuya respuesta puede ser igual de interesante: ¿existen los sismos en otros lugares del universo?

La respuesta es sí, existen sismos en otros cuerpos del cosmos. Sin ir más lejos, en el sistema solar, nuestro vecindario, los sismos ocurren en el Sol, aunque su naturaleza es distinta de los sismos terrestres. Y este fue, precisamente, el campo de investigación que reconocieron los prestigiosos premios Kavli en su edición 2022, en el área de astrofísica.

En una flamante ceremonia en Oslo (Noruega), que contó con la presencia del rey Harald V de ese país, fueron galardonados con un millón de dólares los científicos Conny Aerts, de Bélgica; Jørgen Christensen-Dalsgaard, de Dinamarca, y Roger Ulrich, de Estados Unidos. Los tres recibieron el reconocimiento, que se entrega cada dos años desde 2008, y que también destaca aportes significativos en las áreas de nanociencias y neurociencias.

Durante la semana de entrega de los premios, que recoge diferentes actividades, como simposios, conferencias y talleres, Christensen-Dalsgaard, profesor de la Universidad danesa de Aarhus, habló con EL TIEMPO acerca de su investigación en astrosismología, cuando el objeto de estudio son las estrellas, o heliosismología, cuando se investiga al Sol, particularmente.

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Lo más importante es el reconocimiento de los campos de la helio y la astrosismología, que se vienen desarrollando durante los últimos cincuenta años. Habernos elegido a nosotros tres, como representantes del campo, es un gran honor. Para mí también es importante, porque es un premio que llega al mismo tiempo de mi retiro, así que podría decir que, en cierto sentido, es la conclusión de muchos años de trabajo.

Porque yo soy un físico de corazón. Me gusta trabajar con objetos astrofísicos de los que tenemos observaciones suficientes y detalladas, con las que podemos construir modelos sólidos. Si nos regresamos a cuando inicié mi trabajo, en los setenta, las estrellas estaban empezando a ser observadas en gran detalle, y lo interesante de estas observaciones es que podían ser comparadas con los modelos. La mayoría de mi trabajo han sido modelos computacionales del Sol y de otras estrellas, y gracias a la astrosismología hemos sido capaces de estudiar aspectos muy importantes de los interiores de las estrellas, con los cuales entendemos muy bien su evolución, no solo del Sol, hasta sus estados finales. Nuestros modelos son muy precisos, pero aún hay mucho trabajo por hacer en este sentido.

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Estos fenómenos no son como en la Tierra, donde uno tiene un evento particular, que genera que las ondas se propaguen. Lo que ocurre en las estrellas de tipo solar son ondas continuas, causadas por el movimiento del gas en las capas exteriores de la estrella, el cual interactúa con sus estructuras internas. Este tipo de dinámicas es muy eficiente generando ruido, y lo que obtenemos en estas estrellas es una fuente continua y muy fuerte de ruido acústico. Las frecuencias de esos sonidos resuenan con la estructura interna de la estrella. Usualmente se los describo a los estudiantes como tener una botella de cerveza; ellos saben cómo hacer música soplando al interior de la botella, generando turbulencia en el aire del recipiente; este, a su vez, genera sonido y resonancia, que da un tono que se puede escuchar. De la misma forma, el sonido acústico en la estrella resuena en su interior y crea un tono con determinada frecuencia. El tono que se genera depende de la estructura del interior de la estrella. Midiendo estas interacciones podemos reconstruir su interior.

En los terrestres, típicamente, lo que tenemos es un gran movimiento en un lugar, cuyas ondas se propagan en varias direcciones. Lo que hacen los sismólogos es medir el tiempo de llegada a otros puntos, en diferentes posiciones de la Tierra. En las estrellas la exaltación es continua.

No, pero sí en estrellas frías, donde encontramos estrellas como el Sol y gigantes rojas. Estos sismos también están presentes en ciertas estrellas calientes, que son las que estudia Conny Aerts. Estas estrellas actúan como un motor térmico, en el que los pistones suben y bajan de acuerdo con la temperatura del gas que es calentado por el combustible. En estas estrellas, cuando el gas se comprime, la energía es atrapada en ciertas regiones, generando más temperatura y, cuando hay expansión, se enfría. En las estrellas calientes, este tipo de comportamientos ocurre en regiones más específicas del astro, y son comúnmente llamadas estrellas variables. Es por esto que es mucho más fácil entender a las estrellas frías.

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En primer lugar, porque siempre es importante entender el universo que nos rodea, no importa si es el comportamiento de las hormigas en la naturaleza o la forma como funcionan las estrellas. Si lo pensamos en términos de astrofísica, una buena parte de esta área depende de entender las estrellas, porque son los ladrillos de construcción de básicamente todo en el universo. Los elementos que lo componen se crean en el interior de las estrellas, y cuando estudiamos los exoplanetas para poder caracterizarlos, primero tenemos que entender las propiedades básicas de las estrellas que orbitan. Entender las estrellas nos permite comprender la evolución de nuestra galaxia. La astrosismología y la heliosismología son fundamentales para toda la astrofísica y por eso este estudio fue seleccionado para este premio.

El calentamiento de la corona es un asunto completamente diferente. El ciclo solar de 11 años sí está estrechamente relacionado con la heliosismología, en el sentido de que nuestro entendimiento de la generación del campo magnético tiene mucho que ver con la forma en la que el Sol rota en su interior y con la dinámica del gas que estudiamos. Y entender estas dinámicas temporales, incluyendo a otras que ocurren en periodos de siglos, será fundamental para comprender lo que conocemos como clima espacial, que afecta directamente a la Tierra y a nuestras tecnologías.

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Una de las cosas más importantes para lograr el desarrollo científico de un país es enviar a los jóvenes a que estudien en el exterior, para que se formen y creen redes de investigación. Y hay que asegurarse de que, al menos algunos de ellos, regresen para ayudar a desarrollar el campo de estudio. En términos de desarrollar la ciencia técnica, como la observacional que yo hago, lo mejor sería convertirse en socios de los grandes proyectos internacionales. Por ejemplo, en mi centro de investigación de la Universidad de Aarhus tenemos una red de telescopios con España, Australia y colaboraciones con países como China. Este trabajo en equipo sería fundamental para un país como Colombia.

Que conserven su curiosidad, que es la base de la ciencia. Todos los niños son curiosos acerca del mundo, y lo exploran a su manera. Por alguna razón, esta curiosidad es reprimida a medida que crecen y, en algunos casos, se pierde. La fuerza que los guíe debe ser la curiosidad. En el caso de la astrofísica, es necesario tener una formación fuerte en física, matemáticas y computación. Es importante estar abiertos a hablar con otras personas y ser valientes para conversar con los referentes de la investigación, porque ellos, generalmente, están abiertos a hablar con los jóvenes sobre su trabajo.

Pienso mucho en cómo llegar, incluso, más profundo en los análisis de la información que tenemos, y así entender por qué las estrellas se comportan como lo hacen.

Nicolás Bustamante Hernández -

Para EL TIEMPO*

@ScienceNico

*Periodista científico independiente, miembro de la Federación Mundial de Periodistas Científicos.