viernes, 6 de agosto de 2010

A qué huelen las estrellas

Oler es poner una muestra de cierta sustancia en contacto con los detectores de la nariz. Éstos reconocen las moléculas y envían la información al cerebro para que éste la interprete: "Mmmm, ¡huele a chocolate!" Para oler las estrellas necesitamos un pedacito. El problema es que las estrellas están insuperablemente lejos.

Las estrellas, cuando explotan, siembran el espacio interestelar de átomos de elementos más pesados que el hidrógeno que se han ido cocinando en su interior a lo largo de su existencia. Como la atmósfera en un cuarto lleno de flores, el espacio interestelar debe estar lleno de partículas de polvo estelar que dan olor a estrella. Estas partículas no llegan a la superficie de la Tierra, y si llegaran luego de atravesar la atmósfera y mezclarse con todo lo que contiene, serían irreconocibles. Para atrapar partículas estelares tenemos que sacar la mano como quien quiere comprobar si afuera llueve.

En 1999 la NASA lanzó la sonda Stardust con el objetivo recoger muestras del material que se desprende de un cometa al acercarse éste al sol y traer las muestras a la Tierra para analizarlas. Los cometas contienen en estado puro los ingredientes con que se formó el sistema solar, hace unos 4500 millones de años. Recoger muestras de cometa nos ayudará a entender mejor el origen de nuestros planetas y nuestra estrella. Pero la misión Stardust tiene un objetivo más. En 1993 la nave Galileo, que iba rumbo a Júpiter, detectó una corriente de partículas de polvo que, según creemos hoy, vienen de las estrellas. La nave Galileo sólo iba de paso, sin posibilidad de quedarse un tiempo por la región para explorar. De eso se encargó Stardust. Durante siete años de ires y venires, alejarse de la Tierra y acercarse otra vez, paso cerca de un cometa y dos asteroides y deambuló por la región del flujo de polvo interestelar. En cada ocasión extendió un brazo en forma de raqueta de tenis en el que había una placa de material gelatinoso para que se incrustaran las partículas de polvo y quedaran almacenadas. El 15 de enero de 2006 la sonda regresó a las inmediaciones de la Tierra y soltó una cápsula en la que iban las muestras de polvo de cometa y polvo de estrellas. La cápsulo ingresó en la atmósfera y cayó en el desierto de Utah, donde la recuperaron los científicos del proyecto.

Al incrustarse en el material gelatinoso hasta detenerse y quedar atrapada, cada partícula de polvo deja una estela cuya forma y profundidad dependen del tamaño de la partícula, de su velocidad de impacto y de la dirección de donde proviene. Los granos de polvo cometario son muy pequeños, los de polvo interestelar, según se espera, serán mucho menores: unas cuantas milésimas de milímetro de diámetro, imposibles de ver sin microscopio. Las muestras que recuperaron los científicos son placas de unos 30 cm x 30 cm salpicadas de hoyitos microscópicos y sembradas de partículas de polvo que cuentan una historia.

Falta poder leerla. Para eso, un microscopio automático recorrió fotografiándolo el terreno de la placa dividido en 1.6 millones de parcelas. Como lo que se busca son las estelas que dejaron las partículas al incrustarse en el material, el microscopio tomó 40 fotos de cada parcela a distintas profundidades y una computadora formó con estas imágenes una animación que muestra progresivamente los niveles. El trabajo del científico es analizar cada parcela en busca de la huella inconfundible de una partícula de polvo interestelar. Un indicio importante: la dirección en que penetró la partícula. El sol se mueve arrastrando sus planetas en la dirección de la constelación de Leo, de modo que las partículas que entran en la dirección opuesta tienen altas probabilidades de provenir del espacio interestelar; es como ir en coche en la lluvia: las ráfagas de lluvia se ven venir en la dirección contraria a la del movimiento del vehículo. Lo malo es que la dirección de entrada no basta y que la placa debe contener varios miles de partículas de polvo del sistema solar por cada posible partícula interestelar. Añádase a esta dificultad que el material tiene fisuras y otras imperfecciones que podrían confundirse con estelas de impacto y que el número de parcelas que hay que analizar es descomunal, incluso para un ejército de estudiantes esclavizados: los científicos estaban al borde de la desesperación.

A Andrew Westphal, del Laboratorio de Ciencia Espacial de la Universidad de California, en Berkeley, se le ocurrió resolverlo por computación distribuida. Así se llama el método de cálculo que desde los años 90 usa el programa de búsqueda de inteligencia extraterrestre SETI. Para analizar la montaña de datos que generan los telescopios que están a la escucha de posibles señales provenientes de otras civilizaciones, el programa SETI montó una página web en la que el usuario se inscribe, descarga un programa especial y cede el tiempo muerto de su computadora a este programa para que descargue y analice datos de SETI mientras el usuario va al baño, se toma un café o se rasca la panza. Este proyecto de computación distribuida se conoce como Seti at home, o seti@home. Westphal y sus colaboradores inauguraron el proyecto gemelo Stardust@Home.

O casi gemelo: a diferencia de seti@home, en el que el usuario no interviene para nada, en Stardust@Home el usuario examina con sus propios ojos las parcelas que le tocan . La página ofrece un breve manual de instrucciones con ejemplos de las animaciones y cómo analizarlas. El usuario ve en su pantalla la imagen de la superficie rectangular de una parcela de aerogel. Junto a la imagen hay una columna de barras por las que uno desliza el cursor para penetrar con un "microscopio virtual" a distintas profundidades de la parcela. El instructivo dice qué buscar, cómo reconocer estelas y cómo distinguirlas de fisuras del material y granos de polvo en la lente del microscopio que tomó las fotografías. Se ve bastante divertido. Naomi Wordsworth, que recientemente encontró una partícula que podría ser interestelar, dice que, después de un cansado día de trabajo, ponerse a analizar imágenes de Stardust@Home es como una terapia de relajación. Bruce Hudson, otro usuario, le dedica a la tarea cerca de cinco horas al día, y hasta más. Luego de analizar 25,000 parcelas encontró otra partícula interesante.

El programa tiene ya más de 29,000 suscriptores que están buscando las huellas del polvo interestelar. Al parecer, hay concursos para ver quién encuentra más. Parece divertido.

Mientras tanto, las partículas interesantes siguen incrustadas en el aerogel. Estas partículas podrían ser un tesoro: las primeras muestras de material de las estrellas que han llegado a la Tierra. Para saber si, en efecto, lo son, hay que hacerles distintas pruebas que las desgastan, lo que, siendo tan pequeñas, puede desintegrarlas. Además son tan escasas, que en cierta forma cada una vale miles de millones de dólares (lo que costó la misión Stardust).

Una vez que se confirme que estas partículas son polvo de las estrellas, se podrán poner en una nariz electrónica para que las analice y pueda decir: "Mmmm, ¡huele a estrellas!"

3 comentarios:

Luis Martin Baltazar Ochoa dijo...

Excelente manera de involucrar a la gente en una investigacion cientifica. Y muy valioso el apoyo de las personas a la descomunal necesidad de horas hombre de observacion.
¿que se esperaria encontrar? creo que los mismos elementos que hay en la tierra, no? finalmente, de lo que habia en el espacio nos formamos.

Matalote dijo...

La estrategia de trabajo Stardust@home es uno de esos inventos fabulosos de la investigación científica que parecen casi de ciencia ficción. El hecho de compartir un trabajo monótono de búsqueda minuciosa en miles de fotografías, se convierte así en una investigación emocionante, al ser compartida con estudiantes, astónomos amateures y demás interesados. ¿Quién tiene la oportunidad de participar en un trabajo de investigación científica con muestras que, como dices, son muy costosas y el fruto de muchos años de planeación técnica, recolección y preparación? Es como sentarse a la mesa en un banquete de cinco “estrellas”. Claro que 58,000 ojos ven mejor que dos para encontrar las huellas estelares. La participación en un proyecto de este tipo no solamente puede ser muy divertido, sino increiblemente interesante. No hay que olvidar el aspecto económico, ahí ahorran una buena suma de dólares, en horas de trabajo "esclavo", pero donadas por puro entusiasmo voluntario. Sergio: ¿Sabes si existen mecanismos especializados (sensores) para atrapar posibles olores estelares o espaciales? La idea de una nariz electrónica me gusta mucho.

Luis Martin Baltazar Ochoa dijo...

Sergio: se extrañan las entradas nuevas al blog ¿onde andas?
Ya habiamos dicho que una manera a todo dar de continuar el viernes era con tu inserto en el blog, no seas malvado, nonnos dejes huerfanos.