El 13 de marzo de 2023 se cumplió el décimo aniversario del Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), el radiotelescopio más grande del mundo. Durante la última década, la alianza tras ALMA ha revolucionado nuestra comprensión del universo al revelar nuevos conocimientos sobre la formación de planetas, estrellas y galaxias; descifrar la química del Cosmos; y ha sido un componente crucial en la obtención de las primeras imágenes de agujeros negros.
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Para conmemorar este hito, ALMA está organizando una serie de eventos durante 2023, que comenzaron el 13 de marzo en las instalaciones del observatorio ubicadas cerca de San Pedro de Atacama en Chile. En la ocasión, representantes de ALMA, autoridades chilenas, embajadores y comunidades locales renovaron la ceremonia de «Pago a la Tierra», realizada por un líder atacameño, y recorrieron las instalaciones del observatorio acompañados por científicos e ingenieros. La jornada se cerró con una presentación artística inmersiva de luz y sonido.
«ALMA ha transformado nuestra comprensión del universo y ha abierto nuevas fronteras de investigación», indica Sean Dougherty, director de ALMA. «Estamos muy orgullosos de los logros de la última década y entusiasmados con los descubrimientos de los próximos diez años».
Desde su inauguración en 2013, la comunidad astronómica ha producido más de 3.000 publicaciones científicas utilizando datos de ALMA, con descubrimientos innovadores que van desde la formación de planetas y estrellas hasta la detección de moléculas orgánicas complejas en los primeros años del universo. Uno de los logros más conocidos de ALMA fue su contribución al proyecto Telescopio Horizonte de Eventos, que capturó la primera imagen de un agujero negro en el centro de la galaxia M87 y luego la del agujero en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
El éxito de ALMA se debe a su tecnología de vanguardia desarrollada a través de una colaboración internacional de 21 países de Norteamérica, Europa y Asia del Este. El telescopio consta de 66 antenas, distribuidas a lo largo de 16 kilómetros en el llano de Chajnantor de los Andes chilenos, a 5.000 metros sobre el nivel del mar. Una colaboración para operar ALMA entre ESO, NAOJ y NRAO, cuyas observaciones han proporcionado datos valiosos a astrónomos de todo el mundo para responder algunas de las preguntas más fundamentales sobre el universo.
Desde el 13 de marzo, tanto la ceremonia de celebración del 10º aniversario, como el espectáculo de luz y sonido están disponibles para ver en streaming en las redes sociales y el sitio web de ALMA.
«Estamos encantados de celebrar este hito», señala Dougherty. «ALMA ha cambiado las reglas del juego en la astronomía, y estamos entusiasmados de continuar ampliando los límites de nuestro conocimiento en los próximos años».
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El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
La observación del agua presente en el disco que se forma alrededor de la protoestrella V883 Ori ha aportado nuevas claves sobre los procesos de formación de los cometas y los planetesimales de nuestro propio Sistema Solar
Un equipo científico detectó agua en el disco circumestelar de una protoestrella cercana gracias al Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Es la primera vez que se observa agua depositándose en un disco protoplanetario sin que se produzcan cambios significativos en su composición. Este hallazgo permite suponer que el agua presente en nuestro Sistema Solar se formó miles de millones de años antes que el Sol. Los resultados del estudio se publicaron hoy en la revista Nature.
V883 Orionis es una protoestrella situada a unos 1.305 años luz de la Tierra, en la constelación de Orión. Su observación permitió a la comunidad científica encontrar un vínculo probable entre el agua presente en el medio interestelar y el agua de nuestro Sistema Solar, al confirmarse que tienen una composición similar.
“Podemos pensar en la trayectoria del agua a través del Universo como un sendero. Conocemos los paraderos, que son los planetas y cometas donde hay agua, pero queríamos remontar su rastro hasta los orígenes del agua”, cuenta John Tobin, astrónomo del Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO, en su sigla en inglés) de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos (NSF) y autor principal del artículo. “Hasta ahora, podíamos relacionar la Tierra con los cometas y las protoestrellas con el medio interestelar, pero no podíamos establecer un vínculo entre las protoestrellas y los cometas. Eso cambió con V883 Ori, y ahora sabemos que las moléculas de agua de ese sistema y las de nuestro Sistema Solar tienen proporciones similares de deuterio e hidrógeno”.
Observar agua en los discos circumestelares de las protoestrellas es una tarea compleja, puesto que en la mayoría de los sistemas el agua se encuentra congelada. Al observar protoestrellas, la comunidad científica busca líneas de nieve, o líneas de hielo, donde el agua hace la transición entre el hielo y el gas, que se puede observar en mayor detalle mediante radioastronomía. “Si la línea de nieve está demasiado cerca de la estrella, no hay agua suficiente en estado gaseoso como para detectarla fácilmente, y el polvo del disco puede tapar buena parte de las emisiones del agua. Si la línea de nieve se encuentra lo suficientemente lejos de la estrella, puede haber vapor de agua detectable, y eso es lo que se ha observado en V883 Ori”, explica John Tobin, quien agrega que esta investigación solo fue posible gracias a esta característica única de la protoestrella.
El disco de V883 Ori es bastante masivo y tiene la temperatura justa que permite que el agua pase de estado sólido a gaseoso, de ahí que sea ideal para estudiar el crecimiento y la evolución de los sistemas solares en longitudes de onda de radio.
“Esta observación demuestra la extraordinaria capacidad que tiene ALMA para estudiar algo tan importante para la vida en la Tierra: el agua”, celebra Joe Pesce, Program Officer de la NSF para ALMA. “Dilucidar procesos importantes para la vida en la Tierra observándolos en regiones más distantes de la galaxia también nos ayuda a entender mejor cómo funciona la naturaleza en general y conocer los procesos que permitieron a nuestro Sistema Solar convertirse en lo que es hoy”.
Para establecer una relación entre el agua del disco protoplanetario de V883 Ori y el agua de nuestro Sistema Solar, el equipo de investigación estudió su composición usando los receptores ultrasensibles de Banda 5 (1,6 mm) y Banda 6 (1,3 mm) y descubrió que su composición se mantiene relativamente inalterada en cada etapa de formación de un sistema solar: de la protoestrella al disco protoplanetario y los cometas. “Esto significa que el agua de nuestro Sistema Solar se formó mucho antes que el Sol, los planetas y los cometas. Ya sabíamos que hay mucha agua en el medio interestelar. Los resultados obtenidos ahora demuestran que esa agua se incorporó directamente al Sistema Solar durante su formación”, afirma Merel van ‘t Hoff, astrónoma de la Universidad de Michigan y coautora del artículo. “Esto es muy emocionante, porque es un indicio de que otro sistemas planetarios también deben de haber recibido grandes cantidades de agua”.
Es fundamental entender bien el papel del agua en el desarrollo de cometas y planetesimales para saber cómo se formó exactamente nuestro propio Sistema Solar. Aunque se cree que el Sol se formó en un denso cúmulo de estrellas, mientras que V883 Ori se encuentra relativamente aislada, en una zona sin estrellas, los dos astros tienen una característica fundamental en común: ambos se formaron en nubes moleculares gigantes.
“Sabemos que la mayor parte del agua del medio interestelar se deposita en forma de hielo en la superficie de diminutos granos de polvo presentes en las nubes. Cuando estas nubes colapsan por efecto de su propia gravedad y forman nuevas estrellas, el agua se deposita en los discos que las rodean. Con el tiempo, los discos evolucionan y los granos de polvo congelados se aglomeran hasta formar un sistema solar con planetas y cometas”, explica Margot Leemker, astrónoma de la Universidad de Leiden y coautora del artículo. “Hemos demostrado que el agua que se forma en las nubes pasa por estas etapas prácticamente sin alterarse. De esa forma, al analizar el agua del disco V883 Ori, básicamente miramos hacia el pasado y vemos cómo era nuestro propio Sistema Solar en su juventud. John Tobin agrega: “Hasta ahora la cadena evolutiva del agua en nuestro Sistema Solar estaba incompleta. V883 Ori aportó el eslabón faltante, y ahora conocemos todo el linaje del agua, desde los cometas y las protoestrellas hasta el medio interestelar”.
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“Deuterium-enriched water ties planet-forming disks to comets and protostars” (‘Agua rica en deuterio permite relacionar discos protoplanetarios con cometas y protoestrellas’), J. Tobin et al., 8 de marzo de 2023, Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-022-05676-z
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación entre el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Fundación Nacional de Ciencia de EE. UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales de Japón (NINS) en cooperación con la República de Chile. ALMA es financiado por ESO en representación de sus estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigaciones de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Taiwán (NSTC), y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Ciencias Astronómicas y Espaciales de Corea del Sur (KASI).
La construcción y las operaciones de ALMA son conducidas por ESO en nombre de sus estados miembros; por el Observatorio Radioastronómico Nacional (NRAO), gestionado por Associated Universities, Inc. (AUI), en representación de Norteamérica; y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia del Este. El Joint ALMA Observatory (JAO) tiene a su cargo la dirección general y la gestión de la construcción, así como la puesta en marcha y las operaciones de ALMA.
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V883 Ori es una protoestrella única, cuya temperatura es perfecta para que el agua del disco circumestelar se convierta en gas, lo que permite a la comunidad radioastronómica rastrear los orígenes del agua. Las nuevas observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) aportaron los primeros indicios que permiten suponer que el agua de nuestro Sistema Solar proviene del mismo lugar que el agua presente en los discos de las demás protoestrellas del Universo: el medio interestelar. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
El agua de los discos circumestelares que rodean las protoestrellas suele estar congelada y a veces se extiende a lo largo de grandes distancias, alejándose de la estrella. En el caso de V883 Ori, la línea de nieve se extiende por 80 UA desde la estrella, es decir, cerca de 80 veces la distancia que separa la Tierra del Sol. No obstante, la temperatura de V883 Ori es lo suficientemente elevada como para que buena parte del hielo del disco se convierta en gas, que los instrumentos radioastronómicos son capaces de observar en detalle. Las nuevas observaciones realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) revelaron que el agua del disco de V883 Ori tiene la misma composición básica que el agua presente en los astros de nuestro Sistema Solar. De esto se desprende que el agua de nuestro Sistema Solar se formó miles de millones de años antes que el Sol, en el medio interestelar.
Créditos: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B.Saxton (NRAO/AUI/NSF)
Mientras estudiaba los orígenes del agua de nuestro Sistema Solar, un equipo científico observó V883 Orionis, una protoestrella única situada a 1.305 años luz de la Tierra. A diferencia de lo que ocurre en otras protoestrellas, el disco circumestelar de V883 Ori tiene una temperatura que convirtió el agua en gas, lo que permite a la comunidad científica estudiar su composición usando radiotelescopios como el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Las radioobservaciones de la protoestrella revelaron la presencia de gas molecular (en azul), agua (naranja) y continuo de polvo (verde), de lo cual se desprende que el agua de esta protoestrella es extremadamente similar al agua presente en astros de nuestro Sistema Solar y podría tener orígenes similares. ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Tobin, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)V883 Orionis es una protoestrella situada a unos 1.305 años luz de la Tierra, en la constelación de Orión. UAI/Sky & Telescope
Antonia Escalona tiene 18 años, es técnico agrícola y acaba de ser aceptada para estudiar ingeniería civil ambiental en la Universidad Federico Santa María de Valparaíso. Ella participó del programa de mentoría PROVOCA, que busca promover, acompañar y retener el talento femenino en carreras STEM, sigla en inglés asociada a ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas; y este es su testimonio de autosuperación.
Si bien de niña soñaba con ser profesora de educación física o de matemáticas y más tarde con ser actriz, las vueltas de la vida llevaron a Antonia Escalona a estudiar técnico agrícola en San Felipe. Hija única de ingeniera agrónoma dedicada a la educación técnica, esta joven de 18 años es una convencida que las metas alcanzadas suponen nuevos desafíos al momento de cumplirse. Así, tras egresar y trabajar como técnico agrícola, se preparó para postular a la carrera de ingeniería civil ambiental y subir un nuevo peldaño en su formación profesional.
Antonia estudió desde octavo en el Colegio Cervantino de Putaendo, en segundo medio ingresó a la Escuela Agrícola Assunta Pallota de Curimón, enamorada de las ciencias agrícolas y de un firme compromiso con el cuidado del medio ambiente como voluntaria en distintas iniciativas escolares. Asimismo, en 2022 participó como estudiante en el programa gratuito de mentoría PROVOCA, de AUI/NRAO, que busca promover, acompañar y retener el talento femenino en carreras de las áreas de ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas, o STEM por su sigla en inglés.
«Siempre tuve claro que quería entrar a la universidad. Los colegios técnicos te preparan para la vida laboral y ese objetivo fue cumplido en mi caso. Entré a trabajar en Fundo Los Lepes, lugar donde hice mi práctica, y mi jefa supo que yo quería seguir estudiando. Averigüé y supe que gracias a mi promedio 7 de cuarto medio, mi NEM y ranking me ofrecían una oportunidad ventajosa para entrar a la universidad y optar a beneficios arancelarios, y fue así como me aventuré a postular a esta joven carrera en la región de Valparaíso. Cuando supe que fui aceptada, no cabía de la emoción y todos me felicitaron en el trabajo, desde mis compañeros hasta mi jefa. Lloré de felicidad porque supe que este era el primer paso para cumplir mi sueño de ser ingeniera», comenta Antonia.
A sus 4 años sus padres se separaron y por razones laborales su papá se radicó en el sur de Chile. Si bien fue una figura presente a la distancia, sus recuerdos de infancia están muy cargados de la figura materna, una mujer que fue la primera profesional de la familia y que con mucho «ñeque» la sacó adelante. De sus recuerdos tiene muy presente cómo su mamá encontraba solución natural y química a cuanta plaga que afectaba a las plantas y quizás eso la inspiró a soñar una vida con aroma a tierra húmeda.
Esta joven y carismática de inclinación científica disimula su timidez con habilidad y se asume como una mujer inquieta que no para de aprender. Con este afán averiguó en pandemia cómo desarrollar un plaguicida a base de colillas de cigarros y así innovar con un doble beneficio: agrícola y ambiental.
Cuenta que durante el año pasado, y gracias a su participación en PROVOCA, no solo conoció a científicas y profesionales con trayectoria laboral en observatorios y universidades, sino también a estudiantes de educación media y superior de varios rincones de Chile que compartían sus mismos anhelos y temores. «Allí me di cuenta de la importancia de tener redes de contacto y de aprender de las experiencias de otros. Valoré mucho el apoyo y guía que recibí de mis mentoras del programa, de mi mamá y de algunos de mis profesores, que no solo reconocieron mis habilidades, sino que también me motivaron a ponerme objetivos y a perseverar hasta alcanzarlos», añade. En PROVOCA participó de sesiones para adquirir habilidades clave de liderazgo, autoconocimiento y comunicaciones, entre otras.
En el año 2018 Antonia perdió a su abuelo por cáncer. Ella junto a su madre han vivido muy cerca de la familia y fue un duro golpe que enfrentaron, pero también fue un estímulo para seguir adelante. «Se que hoy mi abuelo estaría muy orgulloso de mis logros y espero que como profesional a futuro logre encontrar la cura para grandes problemas que hoy influyen por ejemplo en el cambio climático. Las ciencias representan la solución a problemas cotidianos y pequeños, así como a grandes desafíos que actualmente no tienen una respuesta, y sé que yo podré contribuir. Estoy feliz y ansiosa de ver qué me depara el futuro siendo una mujer STEM».
