La detección más lejana del campo magnético de una galaxia

Publicado el | por María Fernanda Durán

Utilizando el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un equipo científico ha detectado el campo magnético de una galaxia tan lejana que su luz ha tardado más de 11.000 millones de años en llegar hasta nosotros: la vemos como era cuando el Universo tenía solo 2.500 millones de años. El resultado proporciona pistas vitales sobre cómo surgieron los campos magnéticos de galaxias como nuestra propia Vía Láctea.

En el Universo hay muchos cuerpos astronómicos que cuentan con campos magnéticos, ya sean planetas, estrellas o galaxias. «Muchas personas podrían no ser conscientes de que toda nuestra galaxia y otras galaxias están entrelazadas por campos magnéticos que abarcan decenas de miles de años luz«, declara James Geach, profesor de astrofísica en la Universidad de Hertfordshire (Reino Unido) y autor principal del estudio publicado hoy en la revista Nature.

«En realidad, a pesar de ser bastante importantes por cómo influyen en la evolución de las galaxias, sabemos muy poco sobre cómo se forman estos campos«, agrega Enrique López Rodríguez, investigador de la Universidad de Stanford (Estados Unidos), que también participó en el estudio. No queda claro ni en qué momento de la vida temprana del Universo ni con qué rapidez se forman los campos magnéticos en las galaxias, ya que hasta ahora la comunidad astronómica solo ha mapeado los campos magnéticos de galaxias cercanas a nosotros.

Utilizando ALMA, Geach y su equipo han descubierto un campo magnético completamente formado en una galaxia distante, similar en estructura a lo que se observa en galaxias cercanas. El campo es aproximadamente 1000 veces más débil que el campo magnético de la Tierra, pero se extiende a lo largo de más de 16.000 años luz.

«Este descubrimiento nos da nuevas pistas sobre cómo se forman los campos magnéticos a escala galáctica«, explica Geach. Observar un campo magnético completamente desarrollado tan temprano en la historia del Universo indica que los campos magnéticos que abarcan galaxias enteras pueden formarse rápidamente mientras las galaxias jóvenes aún están creciendo.

El equipo cree que la intensa formación estelar en el Universo temprano podría haber jugado un papel en la aceleración del desarrollo de los campos. Además, estos campos pueden a su vez influir en cómo se formarán las generaciones posteriores de estrellas. El coautor y astrónomo del Observatorio Europeo Austral (ESO), Rob Ivison, afirma que el descubrimiento abre «una nueva ventana al funcionamiento interno de las galaxias, porque los campos magnéticos están vinculados al material que está formando nuevas estrellas«.

Para llevar a cabo esta detección, el equipo buscó la luz emitida por los granos de polvo de una galaxia distante, 9io9 [1]. Las galaxias están plagadas de granos de polvo y cuando hay un campo magnético presente, los granos tienden a alinearse y la luz que emiten se polariza. Esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferida en lugar de al azar. Cuando ALMA detectó y mapeó una señal polarizada proveniente de 9io9, se confirmó por primera vez la presencia de un campo magnético en una galaxia muy distante.

«Ningún otro telescopio podría haberlo logrado«, afirma Geach. Se espera que, con esta y con futuras observaciones de campos magnéticos distantes, pueda empezar a desentrañarse el misterio de cómo se forman estas características galácticas tan importantes.

Notas

[1] 9io9 fue descubierta durante el desarrollo de un proyecto de ciencia ciudadana. El descubrimiento se llevó a cabo en el año 2014, en colaboración con los espectadores del programa de televisión británico de la BBC “Stargazing Live”, cuando a lo largo de tres noches se le pidió a la audiencia que examinara millones de imágenes en busca de galaxias distantes.

Información adicional

Esta investigación se ha presentado en un artículo publicado en la revista Nature.

El equipo está formado por J. E. Geach (Centro de Investigación en Astrofísica, Escuela de Física, Ingeniería y Ciencias de la Computación, Universidad de Hertfordshire, Reino Unido [Hertfordshire]); E. López-Rodríguez (Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas y Cosmología, Universidad de Stanford, EE.UU.); M. J. Doherty (Hertfordshire); Jianhang Chen (Observatorio Europeo Austral, Garching, Alemania [ESO]); R. J. Ivison (ESO); G. J. Bendo (Sede Central Regional de ALMA en Reino Unido, Centro de Astrofísica Jodrell Bank, Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Mánchester, Reino Unido); S. Dye (Escuela de Física y Astronomía, Universidad de Nottingham, Reino Unido); y K. E. K. Coppin (Hertfordshire).

El comunicado de prensa original fue publicado por el Observatorio Europeo Austral (ESO), socio de ALMA en nombre de Europa.

El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), una instalación astronómica internacional, es una asociación de ESO, la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. (NSF) y los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales (NINS) de Japón en cooperación con la República de Chile. ALMA está financiado por ESO en nombre de sus Estados miembros, por NSF en cooperación con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (NSTC) en Taiwán y por NINS en cooperación con la Academia Sinica (AS) de Taiwán y el Instituto de Astronomía y Ciencias Espaciales de Corea (KASI).

La construcción y las operaciones de ALMA están lideradas por ESO en nombre de sus Estados miembros, por el Observatorio Nacional de Radioastronomía (NRAO), administrado por Associated Universities, Inc. (AUI) en nombre de América del Norte, y por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) en nombre de Asia Oriental. El Joint ALMA Observatory (JAO) proporciona el liderazgo unificado y la gestión de la construcción, puesta en marcha y operación de ALMA.

Imágenes

Esta imagen, que muestra la orientación del campo magnético en la galaxia distante 9io9 (vista aquí cuando el universo tenía solo el 20% de su edad actual), es la detección más lejana hecha hasta el momento del campo magnético de una galaxia. Las observaciones se realizaron con el conjunto de antenas ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), del que ESO es socio. De algún modo, los granos de polvo de 9io9 se alinean con el campo magnético de la galaxia, por lo que emiten luz polarizada (esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferente en lugar de al azar). ALMA detectó esta señal de polarización, a partir de la cual los astrónomos y astrónomas del equipo pudieron calcular la orientación del campo magnético, que en la imagen de ALMA se muestran como líneas curvas superpuestas. Debido a que la señal de luz polarizada emitida por el polvo alineado magnéticamente en 9io9 era extremadamente débil (representando solo el uno por ciento del brillo total de la galaxia), utilizaron un ingenioso truco de la naturaleza para ayudarles a obtener este resultado. El equipo se aprovechó del hecho de que, pese a que 9io9 se encuentra muy alejada de nosotros, había sido magnificada a través de un proceso conocido como lente gravitacional. Esto ocurre cuando la luz de una galaxia distante, en este caso 9io9, aparece más brillante y distorsionada a medida que se dobla por la gravedad de un objeto muy grande que, desde nuestro punto de observadores, se encuentra en primer plano. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.
Esta imagen, que muestra la orientación del campo magnético en la galaxia distante 9io9 (vista aquí cuando el Universo tenía solo el 20% de su edad actual), es la detección más lejana hecha hasta el momento del campo magnético de una galaxia. Las observaciones se realizaron con el conjunto de antenas de ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). De algún modo, los granos de polvo de 9io9 se alinean con el campo magnético de la galaxia, por lo que emiten luz polarizada (esto significa que las ondas de luz oscilan a lo largo de una dirección preferente en lugar de al azar). ALMA detectó esta señal de polarización, a partir de la cual los astrónomos y astrónomas del equipo pudieron calcular la orientación del campo magnético, que en la imagen de ALMA se muestran como líneas curvas superpuestas. Debido a que la señal de luz polarizada emitida por el polvo alineado magnéticamente en 9io9 era extremadamente débil (representando solo el uno por ciento del brillo total de la galaxia), utilizaron un ingenioso truco de la naturaleza para ayudarles a obtener este resultado. El equipo se aprovechó del hecho de que, pese a que 9io9 se encuentra muy alejada de nosotros, había sido magnificada a través de un proceso conocido como lente gravitacional. Esto ocurre cuando la luz de una galaxia distante, en este caso 9io9, aparece más brillante y distorsionada a medida que se dobla por la gravedad de un objeto muy grande que, desde nuestro punto de observadores, se encuentra en primer plano. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/J. Geach et al.
Esta imagen infrarroja muestra la galaxia distante 9io9, vista aquí como un arco rojizo curvado alrededor de una galaxia cercana brillante. Esta galaxia cercana actúa como una lente gravitacional: su masa curva el espacio-tiempo a su alrededor, doblando los rayos de luz provenientes de 9io9, al fondo, de ahí su forma distorsionada. Esta vista a color es el resultado de combinar imágenes infrarrojas tomadas con el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, telescopio de sondeo en el visible y el infrarrojo para astronomía) de ESO, en Chile, y el CFHT (Canada France Hawaii Telescope, telescopio Canadá, Francia y Hawái), en Estados Unidos. Crédito: ESO/J. Geach et al.
Esta imagen infrarroja muestra la galaxia distante 9io9, vista aquí como un arco rojizo curvado alrededor de una galaxia cercana brillante. Esta galaxia cercana actúa como una lente gravitacional: su masa curva el espacio-tiempo a su alrededor, doblando los rayos de luz provenientes de 9io9, al fondo, de ahí su forma distorsionada. Esta vista a color es el resultado de combinar imágenes infrarrojas tomadas con el telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy, telescopio de sondeo en el visible y el infrarrojo para astronomía) de ESO, en Chile, y el CFHT (Canada France Hawaii Telescope, telescopio Canadá, Francia y Hawái), en Estados Unidos. Crédito: ESO/J. Geach et al.

Video

Este video nos lleva de viaje desde nuestro hogar en la Vía Láctea a una galaxia muy, muy lejana: 9io9. Utilizando ALMA, un equipo de astrónomos y astrónomas ha detectado recientemente un campo magnético presente en toda la galaxia 9io9, lo que la convierte en la detección más lejana de un campo magnético galáctico. 9io9 está tan lejos que su luz ha tardado más de 11.000 millones de años en llegar a nosotros: lo vemos como era cuando el Universo tenía solo 2.500 millones de años. Primero vemos el cielo nocturno en luz visible y luego, al llegar a 9io9, cambiamos a luz infrarroja. Aquí, la galaxia aparece como un tenue arco rojizo curvado alrededor de una brillante galaxia cercana. Luego vemos la imagen de 9io9 obtenida por ALMA en longitudes de onda milimétricas, con la orientación del campo magnético indicada por curvas superpuestas.
Crédito: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/DESI/CFHT/N. Risinger (skysurvey.org)/J. Geach et al.

Contactos

Mentora de la iniciativa PROVOCA compartió su testimonio como mujer en STEM con más de mil jóvenes en Brasil

Publicado el | por Andrea Riquelme
  • Tatiana López, mentora del programa PROVOCA y alumna de la carrera de Ingeniería Civil Aeroespacial de la Universidad de Concepción, viajó a Brasil a competir y compartir su testimonio como mujer STEM. Destaca que su inspirador relato cautivó a niñas y mujeres, jurado y competidores de más de 11 países participantes del certamen y generó redes de contacto con estudiantes de muchos países interesados en motivar a sus comunidades estudiantiles en favor de una mayor equidad de género en las ciencias, la informática, la ingeniería y las matemáticas.

Tatuí, Sao Paulo, Brasil, fue el escenario para reunir a miles de estudiantes escolares y universitarios de 11 países en el desafío «Latin American Space Challenge» (LASC), la principal competencia de cohetería y satélites del hemisferio sur, realizada entre los días 24 y 27 de agosto. Tatiana López (24 años), mentora y vocera del programa de mentoría PROVOCA -de AUI/NRAO-, alumna de la carrera de Ingeniería Civil Aeroespacial de la Universidad de Concepción y capitana del Grupo de Interés en Propulsión (GIP) UdeC, compitió y compartió su testimonio como mujer STEM, cautivando a estudiantes, jurado y educadores participantes del encuentro. Pero la historia podría haber sido otra, ya que a diez días de la fecha planificada para viajar, por circunstancias inesperadas, Tatiana y su equipo quedaron sin financiamiento para asistir a la competencia. “Cuando nos enteramos desde PROVOCA, no dudamos en ofrecerle el viaje y alojamiento a Tatiana de manera de asegurar su participación, y que desde ahí pudiera hacer campaña para conseguir los fondos para llevar al mínimo necesario de sus compañeros de equipo a Brasil-”—comenta Paulina Bocaz (líder de la iniciativa PROVOCA).

Con este apoyo en mano, Tatiana ejerció sus habilidades de liderazgo tocando puertas y movilizando redes. Finalmente, con el apoyo de las vicerrectorías de los departamentos de ingeniería electrónica y mecánica de la Universidad de Concepción, más el de PROVOCA, Tatiana logra partir a tiempo a Brasil con 7 miembros más de su equipo. La cantidad mínima necesaria para poder operar el cohete.

Tatiana fue la líder y única mujer del equipo competidor chileno en Brasil. Durante el encuentro realizó dos charlas inspiracionales para compartir su testimonio como mujer en las disciplinas STEM, sigla en inglés asociada a ciencias, informática, ingeniería y matemáticas, y la experiencia como joven mentora del programa PROVOCA, iniciativa que busca promover vocaciones femeninas en estas áreas del conocimiento, con baja participación de mujeres.

En LASC, el equipo chileno puso a prueba su cohete «Campanil» en el proyecto «Odisea a las estrellas». Durante el certamen se planificó el lanzamiento de satélites y cohetes desarrollados por escuelas y universidades, aunque las inclemencias meteorológicas no permitieron el lanzamiento de algunas naves, entre ellos el cohete chileno.

«Lamentablemente no logramos despegar nuestro cohete, no obstante fue una experiencia maravillosa de colaboración con los otros equipos participantes, en las que no observé ningún ánimo de competitividad. Todos nos alentábamos mutuamente. La locación del evento (Cape Canavial, Tatuí) fue elegida por su clima seco, pese a ello fuimos testigos de una tormenta intensa que afectó a lanzaderas e ignitores, impidiendo el lanzamiento de gran parte de las naves. Fue frustrante en cierto sentido ya que trabajamos en este proyecto desde el verano de 2023, pero nos alegró saber que el jurado nos dio bandera verde a nuestro proyecto, tanto en la estructura ingenieril, sistema de recuperación y propelente (mecanismo de combustible del cohete), habilitándonos para un eventual despegue», explica Tatiana.

«PROVOCA se convirtió en una reacción en cadena»

Durante la competencia y liderazgo del equipo, la joven señaló que su experiencia como astronauta análoga en la Misión Asclepios y su formación como mentora en el programa PROVOCA de AUI/NRAO, le permitieron sortear los desafíos de planificar un itinerario de trabajo y la ejecución de un programa exitoso en cuanto a plazos y resultados. El factor climático no fue un aspecto que pudieran controlar, no obstante regresaron a Chile con una sensación de satisfacción.

Tatiana comenta que en las charlas motivacionales que realizó hubo niñas que se emocionaron hasta las lágrimas y que se le acercaron para decirles que ellas también habían vivido una sensación de soledad en sus vocaciones científicas, buscando el apoyo de algún educador y de sus familias. Muchas de ellas hoy son parte de la red de contactos PROVOCA y están interesadas en replicar este tipo de testimonios en sus comunidades escolares, para sensibilizar a alumnas, educadores y familiares.

«En estos días en Brasil, PROVOCA se convirtió en una reacción en cadena. Me pidieron repetir la charla varias veces e incluso a través de videos y en grupos informales. Es increíble ver cómo las niñas y jóvenes, que indudablemente eran minoría en esta competencia, empatizaron con mi experiencia y comprendieron la importancia de generar redes e instancias para abordar la problemática de la equidad de género en STEM», sostiene Tatiana.

Pese a que su proyecto contó con la participación de 26 estudiantes de diversas carreras de la Universidad de Concepción (ingeniería civil aeroespacial, ingeniería civil industrial, ingeniería civil química, ingeniería civil metalúrgica, astronomía y periodismo), solo 8 lograron representarlos en Brasil.

Para la chilena, LASC fue un encuentro sobrecogedor con jóvenes STEM no solo de América Latina, sino también de países como México, Taiwán e India; además de una instancia provechosa para la construcción de lazos de amistad con otras mujeres amantes de la ingeniería y de la astronomía.

 

«Estoy más que convencida de que quiero ser astrónoma»

Publicado el | por Andrea Riquelme

Paula Sielfeld (18 años) es estudiante de educación media y graduada del programa de mentoría PROVOCA 2022 de AUI/NRAO. Paula completó en julio, gracias al mismo programa, una pasantía escolar de observación de profesionales en las oficinas de Santiago del observatorio ALMA. El job shadowing, como se conoce en inglés esta actividad, es una experiencia de inmersión en el ambiente de trabajo de una o más personas profesionales. De duración variable, la idea principal es ser “la sombra” de estas personas mientras van realizando sus labores diarias.

¿Por qué hacer esta pasantía en un observatorio? Porque desde los 12 años, Paula sueña con ser astrónoma. Fue un tío quien, durante muchas de las vacaciones que pasaron juntos, le despertó el interés por el universo y el deseo de aprender sobre las galaxias. Hoy, cursa cuarto medio y se prepara para rendir la PAES; tras esta experiencia en PROVOCA y en ALMA, confiesa «Estoy más que convencida de que quiero ser astrónoma».

Esta joven es parte de una familia que la apoya incondicionalmente. Desde el 2022 integra el programa de mentoría PROVOCA y forma parte de Tremendas, iniciativas que han logrado confirmar su afán de contribuir al cierre de brechas de la participación femenina en carreras asociadas a ciencias, informática, ingeniería y matemática.

Comenta que sus intereses comenzaron con la física en séptimo básico y ya en tercero medio se enamoró definitivamente de la astronomía. «Gracias a profesores increíbles en ambas asignaturas, poco a poco me involucré en proyectos y experimentos interesantes que fueron configurando mi vocación. Creo que los profesores, así como la familia, tienen una responsabilidad importantísima en la posibilidad de ampliar los intereses vocacionales, especialmente en mujeres. En mi grupo de física, sé que somos en el que más mujeres han participado en mi colegio, no obstante, aún se mantiene una amplia mayoría masculina. ¡Es histórico y siento que estamos haciendo un cambio!»

Precisamente su profesora de física, quien es astrónoma, fue quien supo del programa PROVOCA y la motivó a postular. «Ha sido una gran posibilidad no solo para conocer a otras mujeres como yo, que tienen la misma sensibilidad con esta área del conocimiento, sino también porque ahí aprendí otro tipo de herramientas para comunicarme de forma efectiva y desenvolverme mejor en una entrevista de trabajo».

Paulina Bocaz (líder de PROVOCA) junto a Elizabeth Humphreys (jefa del departamento de operaciones científicas de ALMA) habían discutido ya de la posibilidad de abrir una de estas oportunidades de job shadowing para estudiantes PROVOCA, pero aún no se había dado la oportunidad.

Cuando Paula plantea a una de sus mentoras PROVOCA, Andrea Araya, quien se desempeña en ALMA, su necesidad de cumplir para el colegio con una práctica de seguimiento a una astrónoma, Andrea activa la red PROVOCA y pide apoyo a nombre de su estudiante.

«Fui mentora de Paula durante el 2022 y cuando supe de sus ganas de conocer el trabajo que se hace en esa área de la ciencia, me hizo sentido ayudarla a profundizar esa mentoría y llevarla más lejos. El modelo de rol no puede quedar en pequeñas acciones, por eso me pareció que ésta era una hermosa oportunidad para que Paula conociera a mujeres poderosas ocupando espacios de carreras masculinizadas, que viera que esas mujeres tienen un nombre, una identidad y que puede reflejar su futuro en ellas», precisa Andrea.

Impulsado por esta solicitud y bajo el nombre “PROVOCA interés STEM” se organiza el primer job shadowing de PROVOCA, en colaboración con el observatorio ALMA. Durante una semana, por seis horas cada día, Paula conocería y participaría de las actividades y reuniones de trabajo de las mentoras y voluntarias de PROVOCA en ALMA.

Elizabeth Humpreys comenta: «Paulina Bocaz me llamó un día para preguntar si sería posible que el departamento de operaciones científicas del observatorio ALMA recibiera a una estudiante PROVOCA de enseñanza media. Paula vendría para realizar una experiencia de seguimiento con algunas de nuestras mujeres profesionales, a modo de práctica escolar y como parte de la iniciativa PROVOCA. Me pareció una fantástica idea y creo que acepté inmediatamente.”

De las profesionales de nuestro departamento todas, salvo una que estaba de vacaciones, quisieron participar, por lo que decidimos que Paula, fuera la “sombra” de una astrónoma distinta cada día por una semana. De esta manera se facilitaba que ella pudiera participar de las variadas actividades que se hacen a diario y tuviera también la oportunidad de realizar una pasada por la sala de control de ALMA en Santiago, pudiendo incluso realizar algunas observaciones astronómicas.

Mujeres profesionales de las áreas de computación y software también quisieron participar y pasaron tiempo con Paula. El equipo PROVOCA organizó un momento de convivencia entre todas las participantes en un rico almuerzo y diseñó el módulo de evaluación y reporte de la experiencia para que Paula consignara sus aprendizajes y se pudiera medir el impacto de la experiencia en ella.

Las astrónomas Chin-Shin Chang, Laura Gómez, Priscilla Nowajeswski, Celia Verdugo y Liza Videla participaron, así como también lo hicieron Victoria Reyes, Soledad Fuica, Camila Martínez y Fabiola Norambuena del área de computación. “Todas estuvimos muy contentas con la visita de Paula, ella se adaptó al ritmo rápidamente, compartió en los almuerzos diarios con el staff de ALMA e hizo preguntas en la sala de control y las reuniones a las que asistió.”

“Creo que Paula vio que hay muchas reuniones en ALMA, pero espero también que haya visto la variedad de cosas que los astrónomos y astrónomas que trabajan en ALMA realizan, y que haya disfrutado de hacer observaciones astronómicas. Esperamos a futuro ver a Paula convertirse en astrónoma también.»

Paula es una joven llena de sueños y con intereses muy parecidos a las chicas de su edad.  «Como cualquiera estoy nerviosa, ya que la carrera de astronomía exige un puntaje bastante alto e imagino que sus asignaturas serán difíciles, pero ese temor no me paraliza. Confío en que la clave está en organizar los tiempos y combinar las actividades académicas con la vida en todas sus expresiones. A futuro, me imagino viajando y haciendo mi trabajo en distintos lugares, escapando de trabajos rutinarios encerrada en una oficina, conociendo a gente sorprendente y maravillándome con todo lo que suceda en el universo. ¡¿Qué mejor proyecto de vida que ese?!», comenta Paula con una gran sonrisa en su cara.