Nuevo miembro TWAS 2023

El próximo gran talento en astronomía podría provenir de cualquier lugar, incluido el Sur global. Una incorporación reciente a la lista de miembros de TWAS ha desempeñado un papel importante en la investigación astronómica, pero también está preparando a la próxima generación de astrónomos, dondequiera que vivan.

Itziar Aretxaga de México, elegida miembro de TWAS en 2022 y admitida en 2023, ha sido líder en importantes descubrimientos sobre galaxias jóvenes y distantes. Pero como líder de un programa educativo internacional para jóvenes astrónomos, ha ayudado a proporcionar conocimientos críticos a estudiantes en países donde es difícil encontrar tutoría en astronomía.

Buscando factorías de estrellas poderosas 

Aretxaga nació y se educó en España, pero se mudó a México hace 25 años y ahora es ciudadana mexicana. En sus primeros años como astrónoma, sintió curiosidad por saber cómo se forman las estrellas alrededor de agujeros negros supermasivos que se encuentran en el centro de las galaxias. Con el tiempo, sus intereses se desplazaron hacia lo que ella llamó los «fuegos artificiales» alrededor de estos agujeros negros: grandes estallidos de formación estelar. Estos estallidos estelares son más espectaculares en galaxias muy distantes que están envueltas en polvo cósmico.

Estas galaxias están tan lejos que la luz que emiten, cuando llega a la Tierra, tiene aproximadamente 13 mil millones de años. Esto significa que en realidad están mirando hacia el pasado profundo, siendo testigos de las primeras etapas del universo. Y debido a que el universo se está expandiendo, esas galaxias distantes parecen estar «alejándose». El movimiento es similar a la deriva de dos puntos en un globo, que se separan a medida que el globo se infla. «El espacio está creciendo», explicó Aretxaga. «Y eso crea la percepción de que estas galaxias se están alejando de nosotros. Pero en realidad, el universo está creciendo y las galaxias se están alejando de nosotros a medida que el universo se expande”.

Los astrónomos necesitan telescopios especiales y potentes para observar estas galaxias utilizando luz «desplazada al rojo»: debido a que las galaxias se están separando, la longitud de onda de la luz observable se extiende y, por lo tanto, parece «desplazada» hacia la parte roja del espectro de luz. El Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano, donde trabaja Aretxaga, está situado a 4,6 kilómetros sobre el nivel del mar en la cima del extinto volcán Sierra Negra de México. Es el telescopio más grande del mundo de su tipo, diseñado para detectar ondas de longitud de onda milimétrica desplazadas al rojo y observar la formación temprana de estrellas, galaxias, sistemas planetarios y agujeros negros distantes. También es un proyecto conjunto entre México y Estados Unidos.

Aretxaga es experta en la investigación con luz desplazada al rojo. También entre sus hallazgos se encuentran galaxias que forman más de mil masas solares (una masa solar es el equivalente a la masa del sol) cada año. En comparación, nuestra propia Vía Láctea forma sólo una masa solar cada año. Estas fábricas de estrellas altamente eficientes muestran a los astrónomos cuántas galaxias pudieron haber operado durante la historia temprana del universo. Entre sus trabajos recientes más destacados en esta área se encuentra un estudio dirigido por su ex estudiante de doctorado, Jorge Zavala, publicado en Nature Astronomy en 2018. Describía la galaxia infrarroja de formación de estrellas más distante y luminosa jamás registrada hasta ese momento

Ahora, Aretxaga y colegas de varias universidades  — la Universidad de Massachusetts en Amherst, EE.UU.; Universidad de Northwestern, EE.UU.; Universidad de Michigan, EE.UU.; Universidad Estatal de Arizona, EE.UU.; Universidad de Cardiff, Reino Unido; y el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica de México — están trabajando en una nueva cámara para el telescopio. La cámara se llama  TolTEC, y es una máquina enorme, distribuida en tres pisos, dijo. Les permitirá crear mapas estelares del pasado lejano mucho más grandes y detallados.

«El objetivo de este telescopio y sus mapas es entender cómo se relacionan estas galaxias con su entorno, y profundizar mucho más para encontrar nuevas galaxias», afirma Aretxaga. «Creemos que podemos encontrar galaxias que se correspondan mucho más con la nuestra cuando éramos jóvenes».

Educación intensiva para jóvenes astrónomos

Pero la aportación de Aretxaga a la ciencia va más allá de los estudios astronómicos. Es la directora de la  Escuela Internacional de Jóvenes Astrónomos  (ISYA), un programa de la  International Astronomical Union / Unión Astronómica Internacional (IAU/UAI) diseñado para brindar a los estudiantes universitarios de todo el mundo capacitación en técnicas astronómicas modernas.

El programa se lleva a cabo en una parte diferente del mundo cada año y capacita a estudiantes en regiones que carecen de un instituto de investigación local capaz de ofrecer ampliamente una educación especializada en astronomía. Aretxaga lo describió como un programa intenso de tres semanas que implica un trabajo constante.

«Estas son escuelas muy intensivas», dijo. «El curso es exhaustivo. Interactuamos y les enseñamos durante tres semanas y hacemos muy poco más. Hay paneles de conferenciantes. Tienen acceso a laboratorios. Aprenden a procesar datos, acceder a ellos y comprender el aprendizaje automático. Luego regresan a sus países de origen».

Más recientemente, del 17 de julio al 4 de agosto, la escuela se llevó a cabo en Puebla, México, y asistieron 39 estudiantes de 14 países latinoamericanos. La próxima escuela será en Ciudad del Cabo, Sudáfrica, del 19 de noviembre al 9 de diciembre. La escuela se llevará a cabo dos veces este año para tener en cuenta los años perdidos debido a la pandemia de COVID-19.

Una sesión de laboratorio de computación en la 43 Escuela Internacional para Jóvenes Astrónomos en Puebla, México, en el verano de 2023.

La IAU creó la escuela en 1967. Aretxaga acudió por primera vez como profesora en 2002. Posteriormente pasó a ser subdirectora en 2016 y directora en 2018, cargo que continúa hasta el día de hoy. Desde 2016, la escuela viajó a China, Colombia, Egipto, México y la República Islámica del Irán. En 2017, la escuela estaba en Etiopía, dentro de la lista de países menos desarrollados.

 «Etiopía fue tremendamente importante. Está desarrollando su agencia de exploración espacial y en sus universidades los estudiantes realizan doctorados en astronomía», dijo. «Y luego Etiopía, como país anfitrión, podría traer a la escuela a otros estudiantes de la región: Ruanda, Uganda, Nigeria, Ghana, Sudán y Madagascar, entre otros». Aretxaga dijo que considera a México, como un país grande rodeado de muchos países más pequeños, como un «polo de desarrollo» en materia de astronomía. Los jóvenes astrónomos de esos países más pequeños y con menos recursos para la astronomía podrían capacitarse en un país como México con mayor capacidad científica, y tal vez desarrollar capacidad científica astronómica en sus propios países después de regresar a casa.

«Este programa intenta abrir puertas para que los estudiantes en esos ambientes aislados vean qué oportunidades existen para ellos en astrofísica», dijo. «Establecen vínculos, conocen a profesores famosos en su campo y tal vez reciben un cambio de perspectiva sobre lo que pueden hacer».

«Para nuestra satisfacción, el 70% de nuestros estudiantes de los que hemos podido hacer un seguimiento y se han convertido en astrónomos profesionales, han regresado a su país», agregó. «No es tan diferente para ellos de lo que fue para España y México en los años 1970 y 1980, que ahora tienen una comunidad astronómica mucho más fuerte que en aquel entonces».