El concurso Fondecyt 2021, de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), otorgó financiamiento para 3 proyectos de investigadores del Núcleo Milenio de Formación Planetaria (NPF), uno regular y dos para investigación postdoctoral, los que serán desarrollados por los próximos 4 y 3 años, respectivamente. Se trata del investigador asociado Jorge Cuadra, y los investigadores postdoctorales Mario Sucerquia y Odette Toloza.
La investigación de Jorge Cuadra se enfoca en el Centro Galáctico, una línea de investigación que trabaja en paralelo a los temas del NPF. En particular, trata sobre el estudio de la interacción entre las estrellas, el gas, y el agujero negro central de la Vía Láctea.
En el centro galáctico está Sgr A*, el agujero negro super-masivo de nuestra galaxia. Alrededor de él hay unas 30 estrellas muy masivas, que pierden mucha masa a través de vientos estelares. Cuando estos vientos chocan entre sí el gas se calienta mucho, pero parte de él también puede formar grumos fríos. “Con este proyecto queremos usar simulaciones para entender mejor cómo se produce este gas frío, que aunque es una fracción pequeña, es importante ya que es capturada más fácilmente por el agujero negro, además de que es observada por ALMA”, explica Jorge Cuadra, quien también es academico de la Universidad Adolfo Ibañez y lider del Max Planck Partner Group on Galactic Centre Astrophysics
Otro tema interesante que es parte del proyecto, agrega el astrofísico, es el desarrollo de visualizaciones de realidad virtual. Una de ellas puede verse en el siguiente link: https://jrcuadra.github.io/plaga/divulgacion/
A su tema de investigación Mario Sucerquia le ha llamado “Los anillos perdidos”. Los miles de exoplanetas descubiertos a la fecha nos han dado grandes lecciones sobre cómo nacen, evolucionan y mueren los sistemas planetarios, explica el investigador. “Estas décadas de exploración más allá de los confines del Sistema Solar nos ha enseñado que existen muchas sorprendentes características y fenómenos asociados a los planetas, nunca antes vistas entre nuestros vecinos planetarios del sistema solar. Planetas que se evaporan, colisiones entre ellos, exo-cometas gigantes, estrellas anómalas, entre otros, hacen parte de esta colección de estas estampas planetarias recientemente descubiertas. Lo curioso es que una de las características más notorias del Sistema Solar por su belleza, los anillos planetarios, permanecen aún escondidos a nuestros telescopios, a pensar de que las condiciones parecen estar dadas para su descubrimiento”, indica.
Dónde se encuentran estos “anillos perdidos” es la pregunta que busca responder su proyecto, a través del modelamiento de cómo deberían formarse y evolucionar, y cuáles características morfológicas y físicas deberían tener, para saber con precisión cuál es la huella fotométrica de estos objetos en los inmensos monitoreos fotométricos de los instrumentos diseñados para la búsqueda de exoplanetas. De este modo, se podrá realizar una búsqueda sistemática de estos sistemas hasta lograr su descubrimiento y caracterización.
Por otro lado, agrega Sucerquia, estos anillos son la puerta de entrada para conocer los campos magnéticos planetarios, y con ellos, el funcionamiento y composición de su interior, y finalmente, la relación evolutiva entre el planeta y sus posibles lunas.
El proyecto de investigación de Odette Toloza busca estudiar enanas blancas contaminadas por metales provenientes de desechos planetarios. Las enanas blancas son la etapa final de algunas estrellas, como el Sol. “Durante este proceso de evolución, parte del sistema solar sobrevivirá. Luego algunas inestabilidades en el sistema hará que las órbitas de los planetas y asteroides sean más excéntricas. Eventualmente, estos cuerpos se acercan mucho a la enana blanca y su fuerte gravedad los destrozará. Este material destrozado formará un disco delgado alrededor y comenzará a ser depositado en la enana blanca contaminando su atmósfera. Lo anterior corresponde a la predicción para nuestro sistema solar. Y para ser más precisos, estudiamos otro exo-sistemas que ya han pasado por este proceso”, explica Toloza.
Un ingrediente importante para esta investigación es la forma de la enana blanca. Estas estrellas son increíblemente compactas y, por lo tanto, la gravedad es 100 millones de veces más fuerte que la de la Tierra, por lo que pueden desintegrar los objetos que pasan cerca de ella. Como consecuencia, los elementos químicos son estratificados en la estrella por capas (en analogía a las capas de una cebolla). Es decir, los más pesados (por ejemplo carbono, oxígeno, hierro) se sumergen hacia el centro de la enana blanca y los más livianos flotan en la superficie (hidrógeno o helio). “Por ello esperamos que la atmósfera de las enanas blancas esté compuesta por hidrógeno y/o helio. Basado en esta estratificación, podemos realizar el análisis de la composición química de cualquier material diferente a hidrógeno y/o helio que se deposita en ella, donde finalmente podemos inferir la naturaleza de los objetos que han formado el disco”, aclara la científica.