Las colombianas que investigan con el James Webb

El 25 de diciembre de 2021 se abrió una nueva ventana a un rincón desconocido del universo con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb, que permite explorar más en detalle el universo. Se trata del primer telescopio espacial que detectará la luz de las galaxias más lejanas del universo, que se formaron hace casi 13.500 millones de años.

Este es un proyecto impulsado por la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense (CSA), del que también podrán hacer parte grupos de investigación del mundo para que puedan usar por algunos minutos este telescopio y adelantar sus estudios. Entre más de 1.000 propuestas presentadas por científicos, solo un 30 % fueron aprobadas, entre ellas la de las colombianas María Claudia Ramírez y Sofía Rojas.

María Claudia Ramírez

¿Cuánto tiempo de investigación tiene en el James Webb?

Cada año toca volver a pedir tiempo. En nuestro caso, para esta primera ronda, a nuestro equipo, conformado por 30 personas, nos dieron 25 horas de observación y en ese tiempo ya sabemos cuáles son las estrellas a las que queremos apuntar. Esos datos que nos llegan los analizamos y si vemos que es necesario tener más tiempo en el ciclo 2, podemos pedir más observaciones para comprobar lo que vimos o complementar lo que creamos que nos haga falta. Por ciclo, las observaciones dependen de dónde está el telescopio. En nuestro caso, las primeras llegaron en julio del año pasado y después se acabó el tiempo porque el telescopio ya no estaba pasando por la zona que necesitábamos y tocó dejar el resto de este tiempo para julio de este año.

La investigación busca dar pistas para comprender cómo nació nuestro sistema solar. ¿Cuáles son las expectativas con estas observaciones?

El granito de arena que estamos buscando poner es tratar de investigar cómo nació nuestro sistema solar, cómo es que en una estrella como el Sol se pueden formar planetas como los ocho del sistema solar, incluyendo la Tierra. Tenemos evidencias por medio de otras observaciones de que el Sol se formó en una región muy densa en donde había muchas estrellas. Pensamos que esas estrellas que estaban al lado de los soles recién nacidos influyeron mucho en la formación de planetas alrededor de las estrellas como el Sol y pensamos que, gracias a esa influencia, es que el sistema solar se ve como se ve.

¿Cómo el James Webb aportará a esta investigación?

La razón para usar el James Webb es porque las regiones en las que queremos estudiar la formación de planetas están muy, muy lejos. Entonces no hay ningún otro telescopio que sea tan sensible y nos permita ver soles bebés en regiones tan lejos. La otra razón son los colores en los que observa, que es en infrarrojo. En estas zonas hay muchas nubes de gas y polvo que hacen que la luz visible no se vea. En cambio, con la infrarroja estas nubes de gas y polvo son transparentes y permiten ver qué hay detrás. Gracias a la sensibilidad del telescopio y las longitudes de onda en las que observan es que lo necesitamos.

¿Tiene alguna idea de lo que pueden encontrar con el tiempo de investigación?

Para preparar los proyectos de investigación tenemos que tener modelos teóricos de lo que esperamos. Para dar un ejemplo, esperamos que en los discos en donde se van a formar planetas alrededor de estrellas como el Sol, que están cerca a estrellas produciendo muchísima radiación ultravioleta, la química cambie. Cuando hablo de la química me refiero a que las moléculas de agua no se formen solo en una parte de afuera del disco, sino que tengan la posibilidad de hacerlo un poco más cerca de la estrella. Eso tiene implicaciones en cuál es la composición de los planetas. Y una pregunta muy grande que tenemos en astronomía es cómo llegó toda el agua que hay en la Tierra al planeta durante su formación y, digamos que si modificamos la química de estos discos, podemos explicar cómo llegan ciertos elementos a planetas como la Tierra.

¿Qué más puede venir en el futuro para James Webb o qué podemos esperar de este telescopio?

Lo que hemos visto es solo el principio, porque todos estos datos que han sido revelados son análisis cortos que la gente hizo para empezar a mostrarle al público. En realidad, la investigación toma mucho más tiempo. Creo que se vienen descubrimientos mucho más grandes en términos de encontrar cuál es la composición de las atmósferas en planetas fuera de nuestro sistema solar o también hallar las galaxias más lejanas del universo. Son todas cosas que van a cambiar nuestra forma de entender el universo.

Además de esta investigación con el James Webb, ¿qué otros estudios está adelantando?

Trabajo también con telescopios que están en la Tierra, sobre todo con el Very Large Telescope, ubicado en el desierto de Atacama, en Chile. Lo que hago es estudiar cuáles son las propiedades de las estrellas masivas, que son esas estrellas que tienen una influencia muy importante sobre la formación de planetas. Lo que hacemos con el VLT es observar estas estrellas masivas jóvenes y tratar de entender cómo es el proceso de su formación, para después saber cuál va a ser la influencia exacta de esas estrellas sobre las galaxias, sobre el universo en general.

¿Cómo ve el panorama de la ciencia en Colombia y, sobre todo, el de las mujeres científicas?

Con las personas colombianas con las que me he cruzado en el camino es gente que está muy bien preparada. Diría que el nivel académico en Colombia está muy bien comparados con el mundial. Nos hace falta apoyo económico del Gobierno para poder hacer investigación competitiva, porque para participar en proyectos como el James Webb o el Very Large Telescope se necesitan fondos. En cuanto a preparación estamos muy bien, pero falta apoyo económico para que la gente pueda ser más competitiva.

¿En cuáles proyectos colombianos participa?

Colaboro mucho con Astrochias. Somos cerca de 80 colombianas astrónomas con doctorado, quienes trabajamos dando charlas en colegios o visibilizando las investigaciones unas de las otras. También soy voluntaria de Inspiring Girls Colombia, en donde damos charlas a niñas de colegio para servirles de modelos a seguir para que vean que hay mujeres haciendo ciencia.

Sofía Rojas

Tiene como objetivo estudiar once galaxias que presumen que pueden remontarse a la época de reionización; es decir, su observación es un viaje al pasado de la galaxia. ¿En qué consiste?

Las galaxias que yo estudio fueron las primeras que se formaron en el universo cuando era muy primitivo. La mayoría de las estrellas que forman estas galaxias están hechas de puro hidrógeno, entonces son galaxias con unas características muy diferentes a la de la Vía Láctea, que es donde nosotros estamos. Una razón por la que son tan importantes es porque tenían unas estrellas tan poderosas que lograron ionizar las nubes de hidrógeno neutro en las que se encontraba el universo oculto. Es decir, antes realmente no había luz, existían galaxias, pero, si pudiéramos devolver el tiempo 13.000 millones de años, y miramos el cielo nocturno no podríamos ver ninguna galaxia, porque todas estas nubes de hidrógeno neutro nos están bloqueando esa vista. Pero con el tiempo, fueron evolucionando de tal manera que empezaron a lanzar grandes contenidos de emisión ultravioleta que rompe estas nubes. Por primera vez estamos viendo luz en el universo y este proceso que va como de la oscuridad hasta que se ve la luz se llama la época de reionización.

¿Cuánto tiempo pueden usar el telescopio para la investigación?

Los tiempos se han ido acoplando. A nosotros nos dijeron que habían aceptado nuestra propuesta antes de que se lanzara el telescopio. Seis meses después de que se lanzó el telescopio tocaba verificar que todo funcionara muy bien y luego empezaron a observar las propuestas del ciclo cero, más o menos desde julio del año pasado hasta diciembre. La mayoría esos datos son públicos y cualquiera puede hacer ciencia con ellos. En mi caso, tengo mis datos que me van a dar de mis galaxias por 12 meses, es decir, observan una galaxia y luego tengo 12 meses para estudiarla, analizarla y sacar un artículo. Hasta ahora estoy recibiendo los datos, vamos a empezar a revisar y mis objetos los están observando como uno cada mes o cada dos meses. Mi ciclo va desde marzo de 2023 hasta diciembre.

¿Por qué es importante el James Webb en esta investigación?

El telescopio se hizo específicamente para observar en el infrarrojo, que es una parte del espectro electromagnético complicada de ver desde la Tierra. La atmósfera es muy brillante y no podemos ver detalladamente algo en esas longitudes de onda, que infortunadamente caen en los objetos que queremos ver. Además, debemos tener muy buena tecnología de instrumentos que observen en el infrarrojo. Una de las razones por las cuales los espejos están hechos de oro es porque es muy bueno en recoger esa luz de infrarrojo, es por eso que el James Webb tiene esa característica y hace que las imágenes y el espectro que hay en nuestra galaxia se vean como nunca antes.

¿Tienen algunas pistas de lo que verán con el James Webb?

Lo que queremos hacer es confirmar cuántas de estas galaxias realmente se encuentran en esa época y las características que tienen. Por ejemplo, como el universo es tan primitivo es poco probable que observemos polvo estelar en estas galaxias, que se produce cuando las estrellas van muriendo y después, de ese material que queda, se vuelven a formar estrellas. Como son galaxias tan primitivas, creemos que no veremos mucho polvo y, en cambio, observaremos estrellas muy poderosas con factores de ionización muy altos, que son las que ayudan a quebrar esas nubes de hidrógeno neutro. Estamos complementando nuestras observaciones, que se están liderando desde la Universidad de Los Ángeles, con otros datos que vienen de los radiotelescopios de ALMA, que se especializan en ver este polvo. Vamos a comparar los niveles de polvo y de ionización.

Este telescopio nos ha traído muchas noticias fascinantes, ¿qué más puede venir en futuro?

A pesar de que cuando se construyó se pensó más que todo en estudiar la época de la reionización, las cosas más lejanas, pues es un telescopio que estudia perfectamente el infrarrojo. Algo que también es muy emocionante es estudiar los exoplanetas, que son planetas que se encuentran en otros sistemas solares de nuestra Vía Láctea. Con James Webb se está viendo por primera vez detalladamente su atmósfera, se puede ver específicamente si tienen algunos elementos químicos parecidos a los que hay en la Tierra y que probablemente hagan como un guiño a que pueda existir algún tipo de vida en esos planetas. También vamos a aprender mucho de cómo se forman las estrellas, que con los pilares de todo.

¿Qué otros proyectos e investigaciones está adelantando?

Otra área que yo estudio bastante son los agujeros negros supermasivos, que son como 1.000 millones de veces más masivos que el Sol, y estoy investigando cuál es el ambiente de la galaxia en la que se forman y la probabilidad de que nazcan cerca a otras galaxias. Lo que tenemos entendido hasta el momento es que a las galaxias les gusta nacer juntas, pero al formarse un agujero negro, a veces la radiación cuando este va girando es tan alta como el material que hay alrededor, entonces no se forman tantas galaxias. Estoy estudiando con datos del telescopio espacial Hubble y próximamente con los del James Webb.

¿Cómo ve el panorama de la ciencia en Colombia?

La ciencia en Colombia ha mejorado mucho. Estudié el pregrado en Colombia en 2013 y en estos últimos 10 años para mí esa burbuja explotó. Antes no conocía casi astrónomos y ahora tenemos toda una red que se llama la Red de Estudiantes Colombianos de Astronomía (RECA). Estamos sacando varios proyectos para estudiantes de Colombia. Trabajamos con niños, estudiantes de colegio y llevamos charlas con astrónomos profesionales a las instituciones. Además estamos haciendo sesiones virtuales para que vean cómo se observa con los telescopios de 10 metros que hay en Hawái. Hemos llegado a varias regiones rurales del país, donde hay mucho interés por la astronomía, que es algo que no sabíamos. Ahora, tenemos proyectos para estudiantes de pregrado, que consiste en unas mentorías donde les ayudamos a aplicar a posgrados, maestrías o doctorados, en planteles nacionales e internacionales.

Nuevos liderazgos en ciencia

Liliana Villarreal

La colombiana Liliana Villarreal fue designada por la NASA directora del aterrizaje de la segunda fase de la misión Artemis, que le permitirá al ser humano pisar de nuevo la superficie de la Luna y emplearla como base para luego llegar hasta Marte.

Villarreal, ingeniera aeroespacial de 48 años, será la responsable de la seguridad de la tripulación después del amarizaje y de ajustar los detalles de la misión de recuperación de la cápsula Orión, que es la nave donde viajarán los astronautas.

Sebastián Hurtado

El matemático Sebastián Hurtado fue reconocido en los premios Breakthrough, conocidos como el “Óscar de la ciencia”, “por sus contribuciones para probar la conjetura de Zimmer”.

Saltándonos los detalles técnicos, esta conjetura tiene que ver con la simetría de nuestro universo y de los universos matemáticos. Busca entender varios espacios en diversas dimensiones. Con su trabajo y el de otros dos científicos, Federico Rodríguez y Zhiren Wang lograron demolerla.

Camilo Barbosa

El premio John Maynard Smith es un galardón que se entrega cada año a un investigador joven con aportes sobresalientes a la biología evolutiva. El microbiólogo colombiano Camilo Barbosa fue reconocido por sus estudios en la prevención de la resistencia a los antibióticos

“Si pudiéramos reproducir un proceso evolutivo un millón de veces, ¿cuántas veces veríamos el mismo resultado?”, es la pregunta que hace Barbosa para explicar su investigación. Su trabajo, añade, se centra en tratar de identificar con qué frecuencia las bacterias desarrollan resistencia a los antibióticos a través de los mismos caminos. “Puede haber múltiples caminos, diversas formas de ser resistentes. Las bacterias son maestras de la adaptación”. Pero si la evolución sigue uno o varios caminos de manera consistente, entonces la ciencia puede predecir cuándo y cómo evolucionará la resistencia.

Ideas en el sector

La brecha en publicaciones

Según el Ministerio de Ciencia, hay 6.411 mujeres en diversas disciplinas de la ciencia. Y aunque pareciera que es un número grande, solo representa el 38 % de los científicos que tiene el país. Un estudio encontró que las mujeres científicas han participado en el 30 % de toda la publicación científica en Colombia, con un pequeño incremento en su aporte año tras año de menos del 1 % entre 2013 y 2019.

Mujeres en programas STEM

Según un informe del Laboratorio de Economía de la Educación (LEE) de la Javeriana, la participación de las mujeres en áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM por su sigla en inglés) aún es inferior a la de los hombres. Durante 2021, 205.705 personas en el país comenzaron a cursar algunas de estas carreras. De este número, el 31,5 % eran mujeres y el 68,5 % hombres.

Hay más mujeres graduadas

De acuerdo con el Laboratorio de Economía de la Educación (LEE) de la Universidad Javeriana, en los últimos 20 años se ha incrementado el número de mujeres graduadas en áreas de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM por su sigla en inglés). De 2001 a 2021 las mujeres profesionales en carreras STEM han aumentado en 212 %, mientras que la cifra de los hombres se incrementó en 221 %.

Impacto de la ciencia criolla

Los rectores de la Asociación Colombiana de Universidades (Ascún) le piden al Ministerio de Ciencia aumentar el impacto de los proyectos de investigación que realizan las Instituciones de Educación Superior (IES). Para lograrlo, el ministro de esta cartera, Arturo Luna, plantea reducir el número de convocatorias e invertir más presupuesto en las que queden abiertas.

Clubes de ciencia

Desde el 2015, el proyecto Clubes de Ciencia Colombia se ha dedicado a acercar campos de la ciencia, la tecnología, la ingeniería, las artes y las matemáticas a varias regiones del país. En estos encuentros, niños y jóvenes tienen la oportunidad de descubrir y explotar sus habilidades acompañados por científicos nacionales e internacionales. El programa, que está a cargo de la ONG ScienteLab, ha llegado a más de 9.220 alumnos, con 364 clubes y 720 instructores.

Inteligencia artificial

En los últimos meses se ha debatido si se debería permitir o no el uso de herramientas de inteligencia artificial en el ámbito científico, principalmente porque hasta el momento esta tecnología no cita las fuentes que usó y se ha convertido en un dolor de cabeza para saber cuándo hay plagio. Para adelantarse a esta situación, Colombia construyó una política pública de la inteligencia artificial, por medio de la Misión de Expertos para la IA.

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