Ciencia
Podemos esperar que la contribución del JWST al conocimiento de nuestro sistema solar, de sus primeras etapas de formación y posterior evolución, no tenga parangón

Noemí Pinilla Alonso, investigadora en el Florida Space Institute de la Universidad Central de Florida, tiene una relación muy estrecha con el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). En la Universidad de La Laguna (ULL) cursó Astrofísica y gracias a su tesis doctoral dio un salto transatlántico al Ames Research Center de la NASA como postdoc. Ahora, como en ocasiones anteriores, sigue colaborando con el IAC, concretamente en la elaboración de un catálogo de asteroides y en el estudio de los hielos y superficies de planetas enanos del Sistema Solar. Al final, aunque venga a cerrar algún proyecto, se acaba marchando con nuevas ideas, quizá, para volver pronto y trabajar con sus antiguos colegas de Canarias.

"El catálogo espectroscópico de asteroides primitivos ‘PRIMASS' que dirigimos Julia de León y yo es ya el más completo en cuanto a familias del cinturón interno, donde hemos caracterizado las más extensas."

"Las asombrosas imágenes que New Horizons proporcionó de la superficie de Plutón confirmaron su alto grado de actividad y refuerzan la hipótesis de que los objetos helados de mayor tamaño puedan guardar claves sobre la actividad bajo su superficie o sobre los procesos de transformación superficial."

"Hay otro hallazgo que llevamos años persiguiendo y sobre el cual Hayabusha-II y OSIRIS-REx tienen mucho que decir: encontrar esas moléculas orgánicas que se puedan relacionar con el origen de la vida en la Tierra."

"Los descubrimientos más impactantes suelen ser aquellos que no prevemos, por lo inesperado y porque nos obliga a ser más creativos en los análisis."

Pregunta: ¿Cómo termina una asturiana trabajando en la NASA? ¿Y como investigadora visitante en el IAC?

Respuesta: En el caso de la NASA, yo creo que fue el resultado de una tesis de investigación bien dirigida. Javier Licandro -investigador del IAC- y Humberto Campins -Universidad Central de Florida- fueron mis directores de tesis, y durante los casi cinco años en los que estuve investigando bajo su dirección hicieron una gran labor poniéndome en contacto con investigadores punteros en Ciencias Planetarias, pero también en animarme y ayudarme a presentar mi trabajo en congresos internacionales. Eso dio visibilidad a mi trabajo, pero también me dio a mí el valor para contactar con un grupo del Ames Research Center de la NASA y presentarme, bajo el patrocinio de ese grupo, a la convocatoria de puestos postdoctorales de la misma institución. Una vez que entré en la competición, el resto del mérito supongo que fue de mi trabajo de tesis y del proyecto de investigación que presenté; según parece, ambos fueron lo suficientemente interesantes para que el comité decidiera financiarme dos años como investigadora postdoctoral en un centro de la NASA.

En cuanto al IAC, no he dejado de tener relación con él desde que acabé la carrera en la Universidad de La Laguna (ULL). Directa o indirectamente, siempre he estado realizando proyectos con investigadores del IAC, y aquí me encuentro, no sólo con mi antiguo director de tesis, sino con el conjunto de investigadores y estudiantes que se agrupa a su alrededor. Siempre vengo a cerrar algún proyecto, y al final me voy con dos o tres nuevas ideas a desarrollar.

P: Su colaboración en el IAC se enmarca dentro del grupo del Sistema Solar. ¿En qué consiste concretamente dicha colaboración y con qué personas y equipos está trabajando?

R: Con Julia de León -investigadora del IAC- estoy dirigiendo un catálogo espectroscópico de asteroides primitivos, PRIMASS. Son ya más de cinco años que estamos usando telescopios, entre ellos el Gran Telescopio CANARIAS (GTC) y el Telescopio Nazionale Galileo (TNG), ambos en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en Garafía (La Palma), para estudiar estos cuerpos rocosos, cuyas superficies están compuestas de silicatos y orgánicos complejos, los materiales menos procesados del Cinturón de asteroides. Nuestra base de datos es ya la más completa en cuanto a familias del cinturón interno o principal (asteroides comprendidos entre las órbitas de Marte y Júpiter), donde hemos caracterizado las más extensas. Esperamos mantener esta colaboración por al menos un par de años más para poder extenderla a las familias menores, ya que éstas podrían estar más procesadas por efectos colisionales y eso podría verse reflejado en su superficie.

Con Javier Licandro y Vania Lorenzi -astrónoma de soporte del TNG-, estamos más enfocados en el estudio de los hielos en el Sistema Solar. En los últimos años he dirigido una campaña de estudio de las variaciones de la superficie de Plutón, combinando observaciones con el telescopio espacial Spitzer y con el Telescopio William Herschel (WHT), del Grupo de Telescopios Isaac Newton (ING), también en el Observatorio del Roque de los Muchachos. Además continuamos con el estudio de las variación superficial en planetas enanos, tema en que se enfocó la tesis de Vania Lorenzi. Las asombrosas imágenes que New Horizons proporcionó de la superficie de Plutón confirmaron su alto grado de actividad y refuerzan la hipótesis de que los objetos helados de mayor tamaño puedan guardar claves sobre la actividad bajo su superficie o sobre los procesos de transformación superficial, como las colisiones, la irradiación de alta energía o los ciclos de sublimación de volátiles.

P: En los últimos años se ha dedicado a analizar las imágenes tomadas por la cámara infrarroja (IRAC) a bordo del satélite Spitzer. ¿Cómo las estudia? ¿Qué intenta averiguar con los datos que obtenga?

R: Spitzer es un telescopio que proporciona información única de los objetos trans-neptunianos (TNO de sus siglas, en inglés), ya que es capaz de observar en longitudes de onda que son imposibles desde tierra. Permitió por primera vez determinar los albedos y, con ello, estimar el tamaño de varias decenas de estos objetos. Mi trabajo consiste en analizar los colores de dos centenares de TNO y centauros obtenidos con IRAC, la cámara infraroja a bordo de Spitzer.

Esta región del espectro es muy interesante ya que muchos de los hielos presentes en la superficie de los TNO tienen sus absorciones fundamentales a longitudes de onda mayores de 2,5 micras. IRAC en concreto proporciona fotometría de banda ancha a 3,6 y 4,5 micras. El análisis de la base de datos que estoy estudiando permite empezar a dibujar un esquema de la composición de los TNO mucho más preciso del que se puede obtener con información en el visible e infrarrojo cercano. Por ejemplo, diferenciar entre orgánicos complejos y silicatos amorfos o detectar nitrógeno y monóxido de carbono. Estos hielos volátiles están presentes en la superficie de Plutón (el planeta enano mejor conocido), pero no se han detectado aún en otros TNO grandes, tipo Eris, Makemake, Haumea o Quaoar.

Ese análisis es de gran importancia como punto de partida para el James Webb Space Telescope (JWST), el futuro telescopio espacial infrarrojo de la NASA que se encuentra en la fase final de ensamblaje y realizando las pruebas criogénicas, y es crucial a la hora de seleccionar los objetos más interesantes para probar las capacidades de sus instrumentos a bordo.

P: Actualmente, lidera el proyecto "Preparing for James Webb Space Telescope: Completing the IRAC Legacy in the Kuiper Belt". ¿De qué trata ese proyecto?

R: Precisamente, en el último año he estado dedicada a la explotación científica delJWSTpara el estudio de los cuerpos menores del Sistema Solar. Este telescopio se pondrá en órbita en el otoño del año 2018.Durante un año he trabajado muy cerca de los integrantes del equipo de varios instrumentos (NIRCam, NIRSpec y MIRI) para identificar las preguntas científicas más interesantes, aquellas que sólo JWST será capaz de resolver. En el próximo año lideraré una propuesta para el programa de Ciencia Temprana(ERS, Early Release Science). Estos proyectos, que se realizarán durante el tiempo que otorga el director del telescopio, tienen la intención de proporcionar a la comunidad científica planetaria en tiempo cero (es decir, sin tiempo de propiedad de los datos) la información más útil, tanto para resolver preguntas científicas que hasta ahora no tienen respuesta, como para poner a prueba y demostrar las mejores capacidades de la instrumentación a bordo.

P: Podría decirse que el futuro JWST será el "hermano mayor" del Spitzer y que supondrá una revolución en la exploración espacial en el infrarrojo. ¿Qué objetos y fenómenos se pueden estudiar en esa longitud de onda? ¿Qué podrá ver el JWST que la tecnología del Spitzer no alcanza?

R: Me parece una buena definición si nos atenemos al tamaño, pero también podemos decir que es "el hermano menor", porque en cierto modo se va a aprovechar el camino abierto por Spitzer, en órbita desde el año 2003, y también por el Telescopio Espacial Hubble, en órbita desde 1990.

El JWST tiene un espejo de 6,5 metros, mucho mayor que el Hubble, y una resolución de imagen mucho mejor que Spitzer. Será capaz de observar objetos muy débiles, como galaxias a alto desplazamiento al rojo -es decir, muy lejanas-, clave para los estudios sobre la formación de las primeras galaxias y los primeros objetos brillantes.

Tiene además capacidad para observar otros sistemas solares en formación. A ese respecto, JWST cubre muy diferentes modos de observación, desde la posibilidad de observar la luz reflejada por planetas gigantes tipo Júpiter, hasta la posibilidad de observarlos en las primeras etapas de su formación, cuando están más calientes. Para todo ello, es muy útil la posibilidad de utilizar el coronógrafo para evitar la luz de la estrella. Además, entre los modos de observación se ha pensado específicamente en aquellos adecuados para observar tránsitos de planetas alrededor de sus estrellas.

En cuanto a los estudios de nuestro propio sistema solar, el principal atractivo es que el telescopio se ha pensado para que pueda observar objetos en movimiento, y eso es crucial para asteroides y los TNO. Otro de los máximos atractivos es la capacidad de hacer espectroscopía en el infrarrojo de un gran número de objetos débiles de los cuales ahora no tenemos esa información, así como el gran número de filtros en los que podremos hacer fotometría. Será fácil encontrar una buena combinación para detectar los diferentes materiales que puede haber en la superficie. La gran cobertura que ofrecen sus instrumentos, optimizados para la observación entre 2 y 28 micras, es también un gran avance respecto de telescopios anteriores. Con todo ello podemos esperar que la contribución del JWST al conocimiento del Sistema Solar, de sus primeras etapas de formación y posterior evolución, no tenga parangón.

P: Durante la Winter School of Astrophysics de este año, nos visitaron muchos expertos y expertas en la exploración del Sistema Solar. Todos estaban convencidos de que estamos en un momento álgido en la exploración espacial de nuestro sistema planetario y que pronto se harán grandes descubrimientos. ¿Cuál cree que podría ser uno de esos hallazgos?

R: Ahora está muy de moda el Planeta X, leído como "equis" en cuanto a que es un planeta desconocido (me gusta este nombre porque me recuerda a las cruces que se ponen sobre el tesoro en los mapas piratas). Si de verdad existe, con las características que el modelo de Brown y Batygin plantean, su hallazgo será un gran acontecimiento, sobre todo porque obligará a los dinamicistas a volver a revisar sus modelos de creación y evolución del Sistema Solar para incluir un planeta que sus modelos no predijeron. Por otro lado, esta búsqueda es muy similar a la que en su momento se hizo de Neptuno o Plutón, por lo que puede sonar no demasiado novedosa.

Hay otro hallazgo que llevamos años persiguiendo y sobre el cual Hayabusha-II y OSIRIS-REx tienen mucho que decir: encontrar esas moléculas orgánicas que se puedan relacionar con el origen de la vida en la Tierra. Se trataría de ese origen extraterrestre, en cuanto a que la semilla de la vida podría haber venido en un cometa o asteroide, sobre el que tanto teorizamos, pero del que aún falta por encontrar la huella que lo relacione con el material primitivo actual.

Sin embargo, no está de más tener en mente que los descubrimientos más impactantes suelen ser aquellos que no prevemos, por lo inesperado y porque nos obliga a ser más creativos en los análisis. (EM/IAC)

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