Investigadores CATA ganan fondos Núcleo Milenio que permitirán dar una nueva mirada al estudio de galaxias

A través de MINGAL se unificará el estudio de las galaxias en su propia evolución interna, junto al impacto que tiene el ambiente intergaláctico sobre ellas. Además, pondrá a los astrónomos locales en una posición de privilegio para enfrentar los nuevos desafíos que trae la astronomía al año 2030 y aportará a la transferencia tecnológica para diversas áreas productivas del país.

Un grupo de investigadores, encabezados por el Astrónomo Asociado del CATA Rodrigo Herrera-Camus, se adjudicó los fondos para la iniciativa Núcleo Milenio de Galaxias, o MINGAL por sus siglas en Inglés (Millenium Nucleus for Galaxies), en el Concurso de Proyectos Núcleos Milenio de Ciencias Naturales y Exactas. El equipo está conformado por siete profesionales, cuatro de los cuales son integrantes del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines, CATA. A Rodrigo Herrera-Camus se suman Yara Jaffé, como co-directora; Manuel Aravena y Lucia Guaita, ambos como Investigadores Principales.

La particularidad de MINGAL está en que suma profesionales que abordan el estudio de las galaxias desde dos perspectivas. Científicos que se enfocan en ver cómo las galaxias evolucionan en sí mismas y otros que busca entender cómo el ambiente intergaláctico influye en los procesos de éstas.

“Las galaxias desde que se forman han sido transformadas por distintos procesos, uno de carácter interno y otro relacionado con su entorno y, por lo general, son líneas de trabajo que corren en forma independiente. Nosotros vamos a abordar esto de manera integral. Por ejemplo, cuando buscas entender cómo evoluciona el hombre, apuntas a aspectos internos y a la influencia ambiental. Vamos a tomar esos conceptos para tratar de entender la forma de evolucionar de las galaxias. La idea original de este estudio es juntar estas diversas líneas de investigación y queremos identificar cómo se llega a estas transformaciones”, detalla Rodrigo Herrera-Camus, Investigador Asociado del CATA y académico de la Universidad de Concepción.

En ese sentido, este astrónomo, agrega que el rol del CATA es fundamental ya que el proyecto se alinea con los objetivos del Centro y, además, se transforma en la plataforma ideal para conversar y discutir los avances y resultados con profesionales de las distintas áreas de estudio.

Una idea que comparte Yara Jaffé, también Investigadora Asociada del CATA y académica de la Universidad Federico Santa María.

“Yo creo que el CATA nos da un impulso para hacer que estas interconexiones entre áreas y entre investigadores se potencien y eso ahora se va a consolidar aún más, por supuesto, con este núcleo”.

Se abre un nuevo Universo

Los fondos Núcleo Milenio abarcan, precisamente, el abanico de propuestas que tiene este equipo. Esto porque buscan promover la creación y desarrollo de grupos de investigación con enfoques multi y/o transdisciplinarios que avancen en la solución de preguntas complejas y apuntan a la generación de investigación científica y tecnológica de frontera en el país en base a cuatro ejes: investigación competitiva a nivel internacional; formación de nuevos científicos; creación y mantención de redes nacionales e internacionales de colaboración, y difusión y transferencia de conocimiento hacia otros sectores de la sociedad.

Son recursos que se asignan por tres años, prorrogables por igual periodo, lo que da un soporte relevante a la investigación.

MINGAL tiene una cantidad importante de datos recopilados por el equipo con sus horas de trabajo en los telescopios de ALMA y JWST y una parte del proyecto es poder procesar esa información.

“Los datos que tenemos buscan responder algunas de las grandes preguntas abiertas que existen en el campo del estudio de las galaxias. Por ejemplo, hemos podido observar cúmulos como nunca antes se ha hecho y, gracias a estos recursos, por primera vez se están empujando los límites de lo que conocemos, con la meta final de entender cómo galaxias, como nuestra propia Vía Láctea, se formaron”, agrega Rodrigo Herrera-Camus.

Yara Jaffé comenta que, por su lado, entra a un proceso donde los fondos permitirán explotar de manera eficiente la gran cantidad de datos que se generarán en observaciones que comenzarán el año que viene en Paranal, por un período de cinco años.

“Se espera que logremos tener más de 300.000 espectros de galaxias distribuidas en distintas partes de la telaraña cósmica en el cielo austral. Con esos datos vamos a poder entender cómo se transforman las galaxias cuando pasan de lugares vacíos del Universo a las zonas más densas. Hasta ahora sabemos más o menos cómo evolucionan las galaxias en los grandes cúmulos o cuando están aisladas. Pero la mayoría, en realidad, están en estos filamentos cósmicos que unen a los cúmulos. Son como unas autopistas de galaxias que alimentan a los grandes cúmulos. Y nosotros por primera vez vamos a revelar qué les pasa en estas grandes autopistas, cómo se empiezan a procesar y cómo evolucionan antes de caer en estas grandes estructuras. Vamos a ver cómo se transforman las galaxias desde su nacimiento hasta su muerte”, detalla la Investigadora Asociada del CATA.

Parte de este trabajo implica trabajar con inteligencia artificial y crear algoritmos, que según Yara Jaffé, podrán ser aplicados en áreas distintas de la astronomía, para aportar a otros sectores productivos de la sociedad, lo que también va en la línea de lo que realiza el CATA en cuanto a transferencia tecnológica.

“Este proyecto Núcleo Milenio nos servirá, no sólo para apoyar los proyectos de investigación que estamos desarrollando individualmente cada uno de los investigadores principales, sino que también para crear una red sólida de colaboración entre las áreas de formación/evolución de galaxias y las estructura a gran escala del Universo usando

herramientas computacionales avanzadas, como machine learning e inteligencia artificial. De esa forma podemos abordar de manera holística los distintos procesos que afectan a las galaxias en su proceso de evolución a través del tiempo cósmico, desarrollando herramientas computacionales que puedan ser aplicadas a otras áreas de la ciencia”, agrega Manuel Aravena, Investigador Asociado del CATA.

El también académico de la Universidad Diego Portales indica que su interés particular en este proyecto está en entender cómo las galaxias obtienen y procesan el gas, a través de la retroalimentación con el medio circundante. Para ello utilizará observaciones de ALMA y JWST, para medir la presencia de los distintas componentes como estrellas, gas, polvo etc, que permitan estudiar dichos procesos.

Por su parte, Lucia Guaita, Investigadora Asociada del CATA, indica que un aspecto relevante para lo que ella investiga, es poder relacionarse de mejor forma con profesionales especializados en otras áreas.

“Yo trabajo en galaxias lejanas y la conexión con expertos que trabajan en galaxias cercanas me va a permitir mejorar la interpretación de mis resultados, como también me va a aportar vincularme con quienes ven simulaciones de galaxias. Con MINGAL vamos a estar todos conectados, con el mismo enfoque y vamos a tener los fondos para poder analizar todos los datos que hemos recolectado en estos últimos años. Así que vamos a tener una oportunidad única para unir todos nuestros conocimientos de forma eficiente y entrenar a investigadores más jóvenes. Gracias al perfil interdisciplinario, nuestros resultados tendrán una interpretación novedosa y desde distintos puntos de vista”, apunta la también académica de la Universidad Andrés Bello.

Bases para el futuro

Para el equipo de MINGAL, junto al enfoque de la investigación, con estos fondos se generan tres escenarios fundamentales para el desarrollo de la astronomía en nuestro país, más si logran extender la cobertura por un segundo periodo.

En primer lugar, los resultados sentarán bases para la exploración que se comenzará a dar con el ELT: Extremely Large Telescope de la ESO, un telescopio que empezaría a operar en el 2030, en el norte de Chile.

Además, esto va de la mano con los objetivos de los Núcleo Milenio al preparar a la comunidad de astrónomos chilenos y a una nueva generación de investigadores, para estar en la primera línea de los descubrimientos que están por venir con este nuevo instrumental.

Y por último, otro componente novedoso viene con el uso de la inteligencia artificial en las técnicas para facilitar la investigación, colocando a nuestros profesionales a la altura de las grandes potencias en el desarrollo de dicha tecnología.

Y si las condiciones ya eran propicias, la culminación del proyecto coincidirá con la realización de la Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (IAU) en nuestro

país el 2030, un escenario propicio para exponer muchos de los descubrimientos que están por venir.