Como uno de los telescopios terrestres que se están construyendo más esperados por los astrónomos, el Observatorio Vera Rubin en el norte de Chile, finalmente está a punto de ver sus frutos. Una vez que su cámara de campo amplio vea la primera luz a principios del próximo año, comenzará a buscar firmas ópticas reveladoras de supernovas que se encuentran a millones o incluso miles de millones de años luz de distancia.

Esas observaciones ayudarán a los teóricos a comprender mejor la verdadera naturaleza tanto de la energía oscura (la fuerza desconocida que está acelerando la expansión del universo) como de los efectos de la materia oscura (la lamentablemente desconcertante materia exótica que impregna nuestro cosmos en cada momento). 

Optimizado para buscar fenómenos celestes transitorios, durante el funcionamiento primario estimado de diez años del observatorio, su Legacy Survey of Space and Time (LSST) también identificará eventos inusuales que desafían totalmente nuestra comprensión astrofísica actual.

¿Qué es un evento celeste transitorio?

En el sentido más estricto de la palabra, sería algo nuevo, me dijo David Buckley, investigador principal de los fenómenos transitorios SALT, en la reciente conferencia 'Cosmic Streams in the Era of Rubin' en Puerto Varas, Chile. “Pero un transitorio es en realidad cualquier cosa que sea variable; algo que de repente ha surgido y que antes no sabíamos de nada”, dice Buckley.

Los transitorios ópticos azules rápidos (o FBOT, por sus siglas en inglés) son sólo un ejemplo. “Se trata de eventos increíblemente luminosos que no duran mucho. Se los ha descubierto en los denominados ”surveys" o exámenes profundo que recorren todo el cielo, y creo que tienen un origen explosivo", explica Mark Sullivan investigador y director de las carreras de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de Southamton. 

Una supernova típica, procedente de la explosión de una estrella enana blanca, podría durar unas pocas semanas y ser unos 10 mil millones de veces más brillante que el Sol. “Pero los FBOTS aparecen y desaparecen tan rápidamente que no les da a los astrónomos mucho tiempo para estudiarlos en detalle y descubrir qué son”, agrega Sullivan.

¿Y qué podrían ser? Una idea es que una explosión de supernova ocurre dentro de lo que se llama material circunestelar. “Se trata de material que se desprende durante la vida de la estrella, pero que permanece cerca de ella. Luego, cuando la supernova explota, puede toparse con esta materia expulsada; calentarlo, calentándolo mucho y creando un evento transitorio muy luminoso”, opina Sullivan.

La esperanza es que el LSST encuentre muchos cientos de estos FBOT. “Pero el verdadero truco para comprender qué son estos objetos es poder identificarlos en el flujo de datos muy rápidamente y desde el principio”, agrega Sullivan.

Atrapando a las enanas rojas en el acto

El Observatorio Rubin también ayudará a los investigadores a comprender si los conocidos como flares o llamaradas estelares, principalmente de enanas rojas estelares de tipo M,  afectaron el inicio de la vida en nuestro universo.

La escala de tiempo promedio de estos eventos de llamaradas en enanas rojas es de unos 30 minutos y es imposible para nosotros predecir cuándo van a ocurrir, me dijo Riley Clarke, estudiante de posgrado en física y astronomía de la Universidad de Delaware en Newark. Y eso los convierte en un objetivo muy desafiante para la mayoría de los estudios astrofísicos.

La esperanza es que Clarke y sus colegas puedan utilizar el LSST para extraer suficiente información de la imagen de uno de estos eventos como para que la data extraida sea útil para los investigadores que estudian la física estelar de estas estrellas.

“La forma en que creemos que podemos hacerlo es utilizando las propiedades refractivas de nuestra atmósfera, para inferir la temperatura de un flare estelar en función de cuánto se mueve la estrella en el cielo durante ese evento. Su posición aparente en el cielo depende de cómo se refleja su color”, afirma Clarlke.

Al igual que cuando miras un objeto en el fondo de una piscina y parece distorsionado de su posición real, la refracción cromática diferencial (o DCR) es una propiedad refractiva de nuestra atmósfera. 

“La atmósfera hace lo mismo con la luz de las estrellas, por lo que cuando la luz de las estrellas pasa a través de nuestra atmósfera, depende de la distribución espectral de energía de la fuente. Si se emite más luz en longitudes de onda más cortas, entonces la luz aparece azul”, comenta Clarke.

Durante su estudio ampliado de diez años, se espera que el LSST detecte unos tres millones de erupciones enanas rojas que calientan la superficie de la estrella a unos 10.000 grados Kelvin, o casi un 50 por ciento más que la superficie de nuestro propio Sol. Es ese repentino aumento de brillo lo que debería detectar el Observatorio Rubin.

Comprender la mecánica y la frecuencia de tales eventos de flares estelares va más allá de la mera astrofísica. Muchos astrobiólogos piensan que, al ser las estrellas más comunes del cosmos, las enanas rojas pueden ser las principales candidatas para planetas terrestres cercanos que podrían generar vida. Si una estrella determinada es demasiado propensa a tales llamaradas, no es probable que sea candidata a albergar planetas habitables.

¿Podrían estas llamaradas desencadenar vida en exoplanetas en órbita alrededor de tales estrellas? No sabemos con certeza si la energía ultravioleta de la llamarada estelar puede actuar como catalizador de la vida prebiótica; “podría simplemente alterar la química lo suficiente como para comenzar a enriquecer las interacciones químicas”, concluye Riley.

*Nota publicada en Forbes US