revista de divulgación del Instituto de Astrofísica de Andalucía

Reportaje

El ecuador del proyecto Severo Ochoa del IAA

El proyecto abarca desde la comprensión de los sistemas planetarios, pasando por la formación de estrellas en la Vía Láctea y el Universo Local, hasta la evolución galáctica y la cosmología
Por Isabel Márquez, Sara Cazzoli, Rubén García Benito, Carolina Kehrig, Sebastián Luna, Javier Moldón y Cristina Rodríguez López

El IAA obtuvo en 2018 el distintivo Severo Ochoa, que el Ministerio de Ciencia e Innovación otorga, tras concurrencia competitiva y selección por un prestigioso jurado internacional, a los centros que cuentan con “programas de investigación de frontera y altamente competitivos, y que se encuentran entre los mejores del mundo en sus respectivas áreas científicas”.
En el IAA se cubren muchos campos de la investigación en Astrofísica y Ciencias del Espacio, haciendo uso de observaciones multirrango tanto desde Tierra como desde observatorios y misiones espaciales. Desde el IAA se lideran desarrollos tecnológicos de alto nivel para el espacio, entre los que destacan el instrumento GIADA, embarcado en la exitosa misión Rosetta, o PHI, a bordo de la misión Solar Orbiter lanzada el pasado mes de febrero. Así mismo, desde el centro se ha desarrollado o desarrolla instrumentación de vanguardia para telescopios terrestres en los observatorios de Calar Alto (CARMENES y PANIC) y La Palma (MEGARA, Gran Telescopio Canarias), así como para el Extremely Large Telescope (ELT) del Observatorio Europeo Austral (MOSAIC, HIRES). Además, el IAA coordina desde 2011 la participación científica y tecnológica de España en el Square Kilometre Array (SKA). Todos estos logros son posibles gracias a la demostrada capacidad de las personas que forman la plantilla científica y tecnológica del IAA.  
Aprovechando nuestro bagaje en investigación, la estrategia en el proyecto Severo Ochoa del IAA (SO-IAA) se enfoca en torno a tres pilares científicos que se centran en escalas espaciales crecientes y entrelazadas: desde la comprensión de los sistemas planetarios, pasando por la formación de estrellas en la Vía Láctea y el Universo Local, hasta la evolución galáctica y la cosmología. Hacemos especial énfasis en crear y aprovechar las sinergias entre los diferentes grupos de investigación del centro. Así, especialistas en el Sistema Solar y en las atmósferas planetarias colaboran con quienes trabajan en la detección y caracterización de planetas extrasolares; quienes conocen a fondo la formación estelar en la Vía Láctea colaboran en estudios sobre el Grupo Local y viceversa, y el estudio de las estructuras cósmicas ha abierto otra senda de cooperación entre especialistas en agujeros negros masivos y en la evolución de galaxias. Existen estrechas interrelaciones científicas y metodológicas entre todos los temas, siendo el proceso de formación de estrellas central en los tres pilares. Las observaciones de alta resolución angular y espectral y la necesidad del análisis de múltiples mensajeros (fundamentalmente observaciones in situ en el Sistema Solar y datos en todo el espectro electromagnético) representan una fuerte relación metodológica vertical y una intensa retroalimentación entre estos campos. Todos comparten herramientas de software similares (por ejemplo, análisis de imágenes, análisis de frecuencia, Big Data). Un cuarto pilar metodológico se centra en los requerimientos de instrumentación y software asociados, incluyendo la creación de un prototipo de nodo regional de SKA.
Recién pasado nuestro “ecuador” del proyecto, aprovechamos esta oportunidad para presentaros a las personas que se han incorporado al proyecto Severo Ochoa del IAA en las primeras convocatorias de contratación. Su trabajo se centra en cuestiones científicas o metodológicas fundamentales para el proyecto, desde la detección y estudio de exoplanetas y de las estrellas que los albergan hasta la comprensión de los procesos relacionados con la formación de estrellas y la actividad nuclear en galaxias, o los primeros pasos de nuestro nodo regional de SKA. Nadie mejor que ellas y ellos para contaros su actividad.
(Isabel Márquez, directora científica del SO-IAA)
 

SARA CAZZOLI
Estudio de los supervientos galácticos

Soy licenciada en astrofísica por la Universidad de Bolonia (Italia) y llegué a España (Madrid) en octubre de 2010 gracias a una beca Marie Curie de la Comunidad Europea para realizar la tesis de doctorado. Por aquel tiempo no sabía quién era Severo Ochoa. Lo “conocí” por primera vez al ver su escultura en la sede central del CSIC en la calle Serrano, y nunca hubiera imaginado obtener una beca asociada a su nombre en el marco de la excelencia en la investigación.
Obtuve el título de doctora en astrofísica por la Universidad Autónoma de Madrid con una tesis titulada “Búsqueda de supervientos de gas neutro en galaxias luminosas cercanas con fuerte formación estelar”, que desarrollé en el Centro de Astrobiología (CAB) del CSIC en Madrid, en colaboración con el grupo de evolución de galaxias de la Universidad de Cambridge (UK). Actualmente soy investigadora postdoctoral en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) y estudio los mecanismos que regulan las propiedades de las galaxias activas y del agujero negro central, como los supervientos galácticos.

Hay galaxias de distintos tamaños, edades y formas, y hoy en día sabemos que prácticamente todas poseen un agujero negro supermasivo en su centro. Incluso la nuestra, la Vía Láctea. De esta gran variedad de galaxias, solo en torno a un 10% se conocen como galaxias activas: se trata de los objetos más luminosos del universo, aquellas cuyo centro alberga un agujero negro supermasivo activo, es decir, que está siendo abundantemente alimentado con gas, su combustible. 
El proceso de alimentación del agujero negro libera una extraordinaria cantidad de energía en una región muy pequeña, y esto puede mover, acelerar y barrer la reserva de combustible existente a su alrededor. Este flujo de material, principalmente gas, con forma de doble cono o burbuja que se extiende desde las partes centrales de las galaxias hasta grandes distancias (incluso superando el tamaño de la galaxia anfitriona y llegando al medio intergaláctico) es conocido como superviento galáctico. Constituye un fenómeno extremo y su influencia sobre la galaxia anfitriona puede ser mayúsculo, hasta el punto de que la formación de estos “huracanes galácticos” puede determinar la vida de las galaxias al limpiar el entorno del agujero privándole así de combustible. El efecto de estos supervientos no es solamente negativo y arrasador, sino que su desarrollo puede mostrar consecuencias positivas y constructivas, como el desarrollo de brotes de formación de nuevas estrellas, posiblemente brillantes.
Para investigar la posible presencia de un superviento empleo datos espectroscópicos (que señalan cómo se distribuye la energía en función del abanico de frecuencias), tomados con unidades de campo integral (IFU, por sus siglas en inglés). Esta técnica se halla disponible en MEGARA y MUSE, instrumentos montados en el Gran Telescopio Canarias (La Palma) y el Very Large Telescope (Chile), respectivamente. Esos instrumentos son capaces de dar una visión 3D del objeto, ya que proporcionan “cubos de datos” que contienen la posición 2D (el campo de visión) y el espectro como tercera dimensión. La riqueza de la información del espectro no se limita solo a un parte del objeto (por ejemplo, su centro) sino que se puede seguir de forma continua y uniforme a lo largo de toda la galaxia. Esto es muy importante para la identificación de la presencia de supervientos y para estudiar su alcance, morfología, velocidad y masa y medir el efecto (positivo y/o negativo) de su presencia sobre la galaxia anfitriona.
Mi proyecto como contratada postdoctoral Severo Ochoa empezó con el estudio de NGC7469, una galaxia activa cercana (a unos 200 millones de años luz) que muestra un núcleo muy brillante. Gracias al instrumento MEGARA hemos podido estudiar la región central de NGC7469 con un detalle sin precedentes. Encontramos que el gas ionizado traza tres componentes, dos correspondientes a discos que rotan acompasadamente en el mismo plano, uno más fino que el otro, y otra que no muestra rotación y que probablemente esté asociada a la presencia de un superviento galáctico con una morfología peculiar.
No todos los supervientos galácticos son iguales, y queda mucho camino para poder entender estos fenómenos espectaculares... ¡A la caza!
 

RUBÉN GARCÍA BENITO
La evolución galáctica al detalle

Mi principal campo de interés es el estudio de la formación y evolución de las galaxias. Para poder comprender el origen de la diversidad observada en las galaxias, así como las propiedades comunes, es necesario estudiar su pasado, es decir, obtener su historia de formación estelar. 
Hasta hace poco más de una década, la mayoría de muestreos que observaban espectroscópicamente un gran número de galaxias lo hacían usando una sola apertura limitada a las zonas centrales de las galaxias, o con aperturas que integraban una fracción del flujo de las galaxias. Es decir, carecían de información espectroscópica detallada con información espacial, de modo que su análisis no estaba libre de sesgos importantes. Dado que la mayoría de los procesos que gobiernan la evolución de las galaxias tiene un efecto local dentro de las mismas, es vital disponer de esta información espacial para mejorar la comprensión de los procesos evolutivos que las modelaron.
La espectroscopía de campo integral (IFS, Integral Field Spectroscopy), o espectroscopía 3D, es una técnica que permite obtener información espectroscópica espacialmente resuelta de los objetos observados. Su uso en muestreos con un gran número de galaxias en la última década ha supuesto un salto de gigante en los estudios de evolución de galaxias.

Desde mi incorporación al IAA, desde el grupo de análisis de poblaciones estelares hemos desarrollado nuevas técnicas de análisis de espectroscopía 3D para el estudio de lo que se suele llamar “paleontología galáctica” o método de los “registros fósiles”. La luz del espectro se descompone en las distintas contribuciones de las diferentes poblaciones estelares, segregando las distintas reliquias del pasado y agrupándolas como si se tratara de fósiles, en distintos grupos de edad y propiedades comunes. Es como analizar una ciudad y estudiar las gentes que la habitan clasificándolas por su edad, lugar de nacimiento, peso, etc. De esta manera podemos saber qué tipo de habitantes estelares pueblan cada punto de la galaxia y elaborar un mapa completo de la misma, para obtener finalmente las propiedades generales de toda ella.
Estas técnicas se han aplicado al cartografiado 3D de CALIFA, uno proyecto de legado pionero de Calar Alto con el que hemos obtenido resultados de gran impacto y que ha ofrecido una visión panorámica de las galaxias. Gracias a CALIFA hemos podido observar que el crecimiento de masa en las galaxias se produce de dentro hacia fuera, al igual que la interrupción de la formación estelar en galaxias tempranas, o proporcionar los primeros perfiles y mapas 2D de la relación masa-luminosidad agrupadas por tipos de galaxias, de gran valor, por ejemplo, para los estudios de modelos dinámicos de galaxias.
Actualmente estamos trabajando en los próximos cartografiados 3D de nueva generación y grandes consorcios como WEAVE, CAVITY y J-PAS, que sin duda definirán el camino de los estudios evolutivos de galaxias y los grandes hallazgos en los próximos años en este campo.
Sin embargo, quizás uno de los proyectos más ambiciosos desde el punto de vista personal es GAMAICA (Galaxy MApping Instrument at Calar Alto), del que soy investigador principal. GAMAICA es uno de los próximos instrumentos de espectroscopía 3D de nueva generación propuestos para Calar Alto. Este nuevo instrumento duplica la resolución espacial y triplica la resolución espectral disponible en el observatorio actualmente, con el que podremos investigar cuáles son los procesos físicos locales involucrados en la evolución de las galaxias. Para ello proponemos observar con GAMAICA dos objetos únicos en el hemisferio norte. Por un lado, la galaxia de Andrómeda, la galaxia más cercana con masa similar a la Vía Láctea, con la que podremos resolver estrellas individuales y caracterizar su historia quimiodinámica. Por otro lado, el cúmulo de Virgo, el cúmulo de galaxias más cercano a nosotros. En él podremos estudiar con un nivel de detalles sin precedentes la influencia del medio intracumular en la vida de las galaxias. Nueva ciencia e instrumentación para la próxima década en Calar Alto.
 

CAROLINA KEHRIG
Un acercamiento a las galaxias primigenias

Tras obtener mi doctorado en astronomía en Brasil en 2007, trabajé como investigadora en la Universidad de Michigan (Ann Arbor, EEUU), y a partir de 2009 en el Leibniz-Institut fur Astrophysik Potsdam (Alemania) con la Beca Postdoctoral Humboldt. Llegué al IAA en 2011, y en 2019 obtuve la prestigiosa beca Severo Ochoa-IAA, un honor que me permite seguir desarrollando mi investigación en un destacado centro de investigación, ahora oficialmente reconocido por el gobierno de España, como es el IAA. No podría estar trabajando en un mejor entorno y centro científico.
Mi investigación se centra en el estudio de las estrellas masivas y el gas ionizado en galaxias cercanas con alta tasa de formación de estrellas (o galaxias SF, por sus siglas en inglés), en particular aquellas con contenidos muy bajos en metales (elementos más pesados que el hidrógeno y el helio) y que muestran características de alta ionización como la línea nebular del helio doblemente ionizado (HeII). Estos sistemas son los mejores análogos disponibles de las galaxias primitivas que albergaban las enigmáticas estrellas de población III, las primeras estrellas que se formaron en el universo. Mi investigación, basada principalmente en espectroscopía de campo integral con telescopios de entre cuatro y diez metros de diámetro, vislumbra las condiciones que prevalecieron en las primeras etapas de la formación de galaxias y durante la reionización del universo.

A lo largo de mi carrera he realizado contribuciones relevantes al campo de las galaxias SF y regiones HII de alta ionización y pobres en metales (69 artículos científicos en revistas internacionales revisadas por pares, 15 como autor principal; más de 3900 citas e índice H = 32). En particular, Kehrig et al. (2015, ApJL) y Kehrig et al. (2018, MNRAS) estudiaron las galaxias enanas IZw18 utilizando la Unidad de campo integral PMAS del telescopio de 3.5 metros en el Observatorio de Calar Alto y SBS0335-052 de MUSE/VLT, respectivamente. Estas galaxias son las que presentan menos metales del universo cercano y unas de las más parecidas a las galaxias primigenias. Estos estudios encontraron una gran región de helio doblemente ionizado en estas pequeñas galaxias, que tiende a ser más frecuente en galaxias muy distantes con baja presencia de metales. La ionización del helio implica la presencia de objetos que emiten una radiación lo suficientemente intensa como para expulsar electrones de los átomos de helio. Las fuentes convencionales de ionización, como las estrellas Wolf-Rayet (muy masivas y con vientos estelares muy violentos) o los choques generados por remanentes de supernovas no pueden proporcionar la energía necesaria para explicar el halo de helio ionizado presente en estos sistemas. Nuestros datos indican que se necesitan estrellas peculiares calientes similares a las de la primera generación que brilló en el universo para reproducir nuestras observaciones. 
Siguiendo esta línea de investigación, iniciamos un programa para investigar las galaxias emisoras de HeII utilizando el instrumento MEGARA del Gran Telescopio Canarias, el telescopio óptico más grande del mundo con 10.4 metros de diámetro.
Recientemente, en Kehrig et al. (2020, MNRAS) realizamos el primer estudio espectroscópico resuelto espacialmente para la galaxia PHL293B, una galaxia local extremadamente pobre en metales y de alta ionización, lo que la convierte en un excelente análogo de las galaxias del universo temprano. Discutimos mapas de todas las líneas de emisión relevantes, incluido su mapa HeII, y las propiedades físicoquímicas del medio interestelar ionizado.
La beca SO-IAA es muy oportuna para aprovechar las ventajas únicas que, por ejemplo, el instrumento MEGARA proporcionará en los próximos años para investigar el origen de la radiación altamente ionizada y su conexión con las desconcertantes estrellas de la población III del universo primordial mediante el estudio de las galaxias SF que emiten HeII, tanto del entorno local como a distancias intermedias. Este esfuerzo ahora allanará el camino para el Telescopio Extremadamente Grande (ELT).

SEBASTIÁN LUNA
Un centro regional de datos para el mayor radiotelescopio del mundo
Siempre me fascinó que el ser humano pudiese crear una máquina en la que almacenar y procesar información. Parte importante del avance científico y tecnológico en nuestro planeta se debe a esas máquinas computadoras, que nos suben a “hombros de gigantes” para analizar el mundo que nos rodea. La curiosidad por aprender más sobre cómo funcionan los computadores me llevó a titularme en ingeniería informática por la Universidad de Málaga en 2011. Realicé un par de estancias en el extranjero como estudiante. En 2006 visité la Universidad de Luxemburgo para desarrollar aplicaciones de usuario en redes móviles “entre iguales” (peer to peer). En 2009 conseguí una beca Erasmus en el Politécnico de Milán que me sirvió para poner a prueba la precisión de algoritmos de Aprendizaje Computacional (Machine Learning) para predecir recaídas por cáncer de mama usando perfiles de expresión génica. Tras el periodo de estudiante trabajé un par de años en la Universidad de Málaga. En un primer proyecto evalué tecnologías de comunicación inalámbrica (estándar IEEE 802.11g) para su uso en redes vehiculares peer to peer. En el siguiente proyecto actualicé un cluster de computación Linux de uso compartido en un grupo de investigación en Metaheurísticas. La experiencia adquirida trabajando con Linux me permitió continuar con tareas similares en un grupo de investigación en Genómica Computacional en la Universidad de Oxford en 2013, donde comencé con mis primeros trabajos en Ciencia Abierta. Esto me trajo en 2018 a trabajar en el grupo AMIGA en el IAA-CSIC, donde continué mi crecimiento tanto en la administración de sistemas Linux como en el aprendizaje de métodos de Ciencia Abierta. En 2019 empecé como administrador de sistemas para el programa Severo Ochoa del IAA-CSIC para crear un prototipo de Centro Regional de SKA, que incluye el objetivo de fomentar los principios de reproducibilidad y Ciencia Abierta en el centro.

El Square Kilometre Array (SKA) es un gran esfuerzo internacional cuyo objetivo es la construcción del mayor radiotelescopio del mundo. Contará con un kilómetro cuadrado de área colectora y estará formado por miles de antenas parabólicas y hasta un millón de antenas de baja frecuencia que permitirán a los astrónomos realizar observaciones con un detalle sin precedentes. La cantidad de datos generados por la infraestructura será tan grande que no sería factible proporcionar acceso directo a los usuarios para su análisis o descarga desde una única entidad. Por eso se ha propuesto crear una red de Centros Regionales de SKA (o SRCs por sus siglas en inglés, SKA Regional Centres), que proporcionará acceso transparente de manera distribuida a los datos producidos por el radiotelescopio, así como los recursos computacionales necesarios para su análisis y visualización. La creación de un prototipo de SRC en el IAA-CSIC es una de las apuestas contempladas dentro del programa Severo Ochoa. Entre otros beneficios, el IAA-CSIC contará con una nueva infraestructura de última generación tipo nube (cloud) que aportará al instituto nuevos recursos computacionales, almacenamiento y nuevos servicios que faciliten una investigación transversal apoyándose en los principios de Ciencia Abierta y Ciencia Reproducible. Estamos finalizando el despliegue de la nueva infraestructura y mi misión es mantenerla operativa y a pleno rendimiento para que permita contribuir a realizar nuevos descubrimientos científicos. Además, junto con el equipo del prototipo de SRC, ayudaré a aquellos investigadores del IAA-CSIC que lo necesiten a sacarle el máximo partido a la nueva infraestructura con el uso de herramientas computacionales que faciliten la transparencia y la reproducibilidad de sus proyectos.
Los desarrollos en los que estoy tomando parte facilitarán que el IAA-CSIC forme parte de la red global de SRCs, que está formada actualmente por trece iniciativas para crear un prototipo de SRC: Alemania, Australia, Canadá, China, España, Francia, Holanda, India, Italia, Portugal, Reino Unido, Sudáfrica y Suecia. Uno de los desafíos más apasionantes para el prototipo de SRC en el IAA-CSIC será aunar esfuerzos con las demás iniciativas internacionales con el objetivo de ofrecer un acceso unificado y homogéneo a los científicos de todo el mundo, de forma que se facilite el análisis de cantidades ingentes de datos, independientemente de su localización, a la vez que el proceso se realiza de una manera reproducible y transparente para la comunidad científica.

JAVIER MOLDÓN
Ciencia y tecnología en radio

El cielo nocturno es fascinante, pero aún lo es más cuando uno se da cuenta de que aquello que vemos con los ojos no es más que una ínfima parte de lo que el universo realmente esconde. El amplio espectro electromagnético revela una extraordinaria riqueza de objetos y eventos que hasta hace pocas décadas eran desconocidos. Por ese motivo mi carrera se ha centrado en las frecuencias más bajas del espectro a través de observaciones en ondas de radio, pero con continuas pinceladas del resto del espectro. Durante mi doctorado en la Universidad de Barcelona aprendí el fino “arte” de las observaciones que combinan radioantenas separadas por miles de kilómetros, literalmente de punta a punta del mundo, una técnica conocida como VLBI (Very Long Baseline Interferometry). Utilicé estas técnicas para estudiar sistemas binarios formados por un objeto compacto (agujero negro o estrella de neutrones) y una estrella masiva que interaccionan generando grandes cantidades de energía, por lo que brillan violentamente en radio, rayos X y rayos gamma, y por lo que son conocidas como binarias de rayos gamma. Para entender qué son y cómo funcionan combiné observaciones en todo el espectro electromagnético. Especialmente enriquecedoras fueron las estancias que pude realizar en centros clave para la interferometría, como el Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) en Alemania, el National Radioastronomy Observatory (NRAO) en Estados Unidos y el Australia Telescope National Facility (ATNF) en Australia.

Tras el doctorado, busqué nuevos desafíos en dos estancias postdoctorales realizadas en dos de los centros más competitivos de Europa en radioastronomía. En primer lugar, trabajé en ASTRON (Países Bajos), donde apliqué conocimientos previos para estudiar posibles formas de calibrar los datos de LOFAR, un interferómetro de muy bajas frecuencias que se había terminado de construir hacía pocos años. LOFAR ha supuesto un hito histórico tanto en resolución angular (es decir, capacidad de discernir detalles) como en sensibilidad a dichas frecuencias, y por lo tanto ha abierto nuevas ventanas de observación. Utilizamos la máxima capacidad de este instrumento para obtener por primera vez imágenes de alta resolución, que utilicé para analizar el comportamiento de chorros de material producidos en el núcleo de algunas galaxias. Seguidamente trabajé en una de las cunas de la radioastronomía mundial, el Jodrell Bank Centre for Astrophysics, en Reino Unido, donde Sir Bernard Lovell estableció una de las piedras fundacionales de la radioastronomía profesional hace ahora setenta y cino años. Utilizando el instrumento e-MERLIN y desarrollando herramientas de procesado de datos pude diversificar mi ciencia, estudiando desde la historia de los ritmos formación estelar en el universo hasta objetos transitorios como supernovas, eventos de disrupción de marea, eyecciones de material relativista por agujeros negros extragalácticos, lentes gravitacionales, e incluso contrapartidas en radio a colisiones de estrellas de neutrones identificadas a través de ondas gravitacionales.
Siguiendo este camino, que combina investigación en varios campos y desarrollos técnicos de vanguardia, he decidido continuar mi carrera en el IAA- CSIC fascinado por su participación en el proyecto Square Kilometre Array (SKA), que será el mayor radiotelescopio del mundo y referente indiscutible de la radioastronomía de este siglo. Este proyecto internacional permitirá grandes avances en múltiples ámbitos de la astrofísica y además conlleva uno de los mayores retos tecnológicos y de ingeniería de esta década. El IAA es ya una pieza clave de este complejo proyecto, puesto que dispone de un prototipo de centro regional de SKA (SKA Regional Centre Prototype). Con este prototipo aspiramos a albergar uno de los nodos de una red mundial de centros que se encargará de recibir, procesar y almacenar los datos de SKA para ofrecerlos a la comunidad científica siguiendo principios de Ciencia Abierta. Dicha red coordinada es la única forma de distribuir el esfuerzo de analizar las inmensas cantidades de información producidas por el que será el mayor productor de datos científicos del mundo. Con el propósito de que el IAA albergue la versión definitiva de uno de estos nodos estamos trabajando para combinar la experiencia técnica y científica del IAA para ofrecer una plataforma de análisis de datos que sea lo más abierta y transversal posible. Nuestro objetivo es que investigadores internacionales, con especial énfasis en investigadores españoles y en particular del IAA, puedan acceder a la riqueza observacional ofrecida por el SKA independientemente de su ámbito de investigación, ofreciendo las herramientas para que la radioastronomía brille más que nunca.

CRISTINA RODRÍGUEZ LÓPEZ
Estudiar las estrellas para conocer sus planetas

Actualmente disfruto de un contrato SO Fellow en el Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) para trabajar en el pilar interdisciplinar que busca aunar esfuerzos para entender mejor la multitud de sistemas planetarios distintos a nuestro Sistema Solar que se conocen hoy en día.
Algo tan básico como conocer con precisión parámetros fundamentales, como la masa, tamaño o radio de los exoplanetas, para poder dilucidar si son planetas gaseosos o rocosos y, en última instancia, si pueden albergar vida, requiere de observaciones con distintas técnicas. Entre ellas, la fotometría para detectar el tránsito o eclipse de su estrella albergadora, lo que nos proporciona una medida de su radio; o la espectroscopía, para detectar el bamboleo gravitatorio causado en la estrella por su planeta orbitante y que nos da una medida de su masa mínima. Estas técnicas son indirectas, es decir, no observan el planeta directamente, sino su estrella, por lo que la determinación de los parámetros físicos del planeta depende del conocimiento preciso de los parámetros físicos de la estrella en torno a la que orbita.

Una técnica que nos permite conocer con mucha precisión los parámetros fundamentales de las estrellas, como su masa, radio, y por lo tanto su densidad, muy complicados de obtener por otros medios, es la astrosismología, un conjunto de técnicas utilizadas para interpretar la luz que nos llega de estrellas pulsantes, es decir, estrellas que varían su luminosidad de forma periódica en el tiempo. Mi trayectoria científica ha estado siempre ligada a la astrosismología de estrellas de baja masa, así que poder trabajar dentro de mi campo, con el objetivo de contribuir a aumentar el conocimiento sobre sistemas planetarios con un contrato SO Fellow, es una gran motivación.
Actualmente, las estrellas enanas rojas son las favoritas de muchos sondeos de búsqueda de planetas rocosos, parecidos a nuestra tierra, como el que hace por ejemplo el espectrógrafo CARMENES, instalado en el telescopio de 3.5 metros del Observatorio de Calar Alto (Almería), búsqueda en la que también participa el grupo de investigación al que pertenezco. Parte de mi trabajo tiene que ver con esa búsqueda y con estar segura de que las señales que encontramos con CARMENES, que pueden ser originadas por un planeta orbitando en torno a su estrella, no sean en realidad causadas por la propia actividad de la estrella, como manchas en su superficie o pulsaciones.
Las pulsaciones estelares, producidas por la propagación de ondas en el interior de la estrella debido a diferentes fenómenos en su interior, se traducen en un movimiento rítmico de su superficie o de variaciones de temperatura en la misma, que detectamos como una variación periódica del brillo de la estrella o como una alteración de las líneas de su espectro. Esto nos proporciona, como decíamos arriba, información física muy valiosa, que extraemos de conjugar las predicciones teóricas de los modelos estelares con las observaciones reales obtenidas en el telescopio. La mayoría de los tipos estelares son pulsantes en algún momento u otro de su evolución, desde estrellas jóvenes a estrellas viejas, o de estrellas de baja masa a estrellas masivas. Incluso nuestro Sol es una estrella pulsante.
En el caso de las enanas rojas, mi trabajo ha permitido realizar la predicción teórica de que también son estrellas pulsantes. La oscilación de su brillo se espera que sea de muy baja amplitud, al igual que la amplitud de la variación de sus líneas espectrales, por lo que necesitamos utilizar espectrógrafos excepcionalmente precisos, como por ejemplo ESPRESSO, que llega a detectar variaciones de varios centímetros por segundo.
Mi trabajo actual se dirige principalmente a completar la descripción teórica del efecto de las pulsaciones en los espectros y a perseguir el descubrimiento observacional de las oscilaciones, que abriría el campo de la astrosismología a las estrellas enanas rojas, permitiendo una caracterización precisa de su interior, así como de los planetas y sistemas planetarios que pudiesen albergar.