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Garik en Israel: "La nucleosínesis de una explosión necesita para crear elementos pesados"

2007/06/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Garik es un astrofísico armenio en Israel. Ha viajado por todo el mundo de un centro de investigación a otro y actualmente trabaja en el Instituto Astronómico de Canarias. Desde su infancia nos habla de su relación con la astronomía. Y a través de las estrellas nos ha llevado a conocer la generación de metales pesados, último tema de investigación de Israel.
Astrofísico
Garik en Israel: "Se necesita nucleosínesis de una explosión para crear elementos pesados"
01/06/2007 | Roa Zubia, Guillermo | Elhuyar Zientzia Komunikazioa
(Foto: G. Israel)
¿Cómo se convirtió en astrofísica?

Tenía unos 15 años cuando empecé a leer sobre astronomía. Y recuerdo muy bien que un día vi con mis amigos una película de ciencia ficción en la Unión Soviética. Antes de aquel día sólo veía películas de estilo western, mis películas favoritas. Pero aquella película de ciencia ficción revolucionó mi mundo. Me quedé fascinado por las consecuencias de la teoría de la relatividad. Sobre todo me sorprendió saber que si se movía cerca de la velocidad de la luz el tiempo se ralentizaba. Estaba totalmente sorprendido.

Este enigma me llevó a leer libros de ciencia ficción. Leía todos los días y noches, todos los que me pillaba. Luego comencé a leer sobre astronomía. Sin embargo, tenía un nivel muy bajo de matemáticas y física, y por eso no pude ir a la universidad después de terminar la secundaria. Durante un año tuve que trabajar en el teatro del pueblo, mientras aprendía matemáticas y física en casa. Tuve que estudiar durante un año para saber lo suficiente como para entrar en el Departamento de Física de la Universidad Estatal de Jereban, Armenia. Me convertí en uno de los mejores estudiantes del departamento y, una vez terminados mis estudios, empecé a doctorarme.

¿Cuándo fue al Instituto de Astrofísica de Canarias?

Hice mi tesis doctoral en el observatorio de Biukaran, en Armenia. El director de la tesis fue el profesor Victor Ambartsumian, uno de los astrónomos más importantes del mundo. En Ambartsumia era presidente de la Asociación Astronómica Internacional y de la Comisión Internacional de Asociaciones Científicas. Fundó una escuela de astrofísica teórica de la Unión Soviética.

Después, tras terminar el doctorado en Armenia, pasé varios años trabajando en Holanda, Bélgica y Australia. Finalmente llegué a Canarias en 1997.

En Euskal Herria existe una gran tradición, por ejemplo, en el ámbito de la ingeniería. Pero en la investigación astronómica no hay mucha tradición; en general, la astronomía es una actividad amateur. ¿Ocurre lo mismo en Armenia?

Sé en Armenia a. C. III. Que fuimos astrónomos del siglo XX. Hay muchos manuscritos antiguos en nuestros museos. Además, Armenia cuenta con un antiguo observatorio --de 10.000 años o anterior-. Es similar al famoso Stonehenge inglés, por lo que muchos científicos buscan lazos entre ambos. Los armenios han trabajado durante miles de años en astronomía. Existen otras evidencias como nombres armenios para constelaciones y planetas del Sistema Solar.

Ha realizado una investigación astrofísica en muchos lugares. ¿Hay un lugar perfecto para la astrofísica en el mundo?
Garik Hawaii; Very Large Telescope en el telescopio.
G. Israel

Bueno, si se trabaja en observación y se quiere estar "cerca" de los telescopios hay pocas opciones. Seguramente habrá que elegir entre Canarias, Chile o Hawai. Estos son los mejores observatorios del mundo en astronomía.

¿Qué investiga en Canarias?

Mi trabajo es investigar cómo se crean elementos químicos en el espacio y cómo evolucionan, además de desarrollar pruebas de observación que ayudan a elaborar modelos teóricos.

Los metales pesados y elementos químicos pesados se producen en las estrellas. Pero no todas las estrellas son iguales. ¿Por qué?

La vida de cada estrella comienza con una masa determinada, una velocidad de rotación determinada y una composición química concreta. Estos tres parámetros definen la evolución de la estrella.

Las estrellas son “fábricas” de elementos químicos, de alguna manera grandes hornos. Por lo tanto, hay más de un tipo de estrellas y hay talleres. ¿Hasta qué punto puede haber diferencias?

¡Son muy diferentes! Por ejemplo, algunos metales pesados --titanio, uranio, europio, etc.- no pueden ser creados por una estrella de masa como el Sol. Para ello se necesitan estrellas de al menos diez veces más masa.

¿Es una cuestión de masas?

Principalmente sí. En algunos casos, la velocidad de rotación inicial de la estrella también puede influir en los productos finales de esta fábrica de elementos. Y la composición química inicial también puede cambiar la composición final (es decir, la evolución de la estrella). Sin embargo, el parámetro más importante es la masa.

¿Cómo es el Sol?
Mirador del Roque de los Muchachos en La Palma.
G. Israel

Taller de pequeña energía. El sol puede formar elementos ligeros como el carbono y el nitrógeno, pero nunca formará níquel, plata o oro.

Los astrofísicos dan importancia al hierro. ¿Por qué?

La razón es histórica. El hierro no es especial en astrofísica. El hierro de las estrellas es fácil de medir y otros elementos del grupo del hierro no se detectan o se detectan con poca precisión.

¿Puede ser un límite para definir elementos pesados? Es decir, desde el punto de vista astrofísico, ¿son elementos pesados todos los que son más pesados que el hierro?

Es sólo una definición. Sin embargo, hay que tener en cuenta que los elementos más pesados que el hierro no se forman en estrellas masivas mediante reacciones termonucleares hidrostáticas. La formación de estos elementos requiere al menos la nucleosínesis de una explosión.

Por lo tanto, ¿en las supernovas se generan todos los elementos más pesados que el hierro?

Pueden formarse elementos pesados (llamados elementos s, como el bario), mediante una lenta captura de neutrones, en capas de estrellas con masa del Sol que han evolucionado mucho. Estas estrellas se denominan IGB. Por otra parte, los elementos pesados también pueden formarse en reacciones de expansión, tanto en el entorno interestelar como en las proximidades de las estrellas que emiten rayos X o gamma.

¿En qué proporción se generan elementos pesados en las supernovas?

En muy pequeña proporción. La mayor parte de los elementos presentes en las supernovas han sido creados anteriormente en reacciones termonucleares hidrostáticas como el oxígeno, el magnesio, el azufre o el silicio. La supernova contribuye a la dispersión espacial de estos elementos. Suponen el 90% de la materia que se lanza.

¿Cómo lo sabemos? ¿Cómo detectamos elementos en supernovas?
Garik en Israel en un telescopio del desierto de Atacama.
G. Israel

La materia lanzada aparece en las huellas de las supernovas. Se puede estudiar el espectro de estas marcas y medir la abundancia de elementos químicos. También se pueden estudiar espectros de estrellas cercanas al supernodo (por ejemplo, en sistemas binarios). Es posible que una parte de la materia emitida haya sido absorbida por la estrella y mezclada con la materia de la atmósfera.

¿La presencia en la tierra de uranio y otros metales pesados significa que una supernova estalló cerca de la Tierra?

En ningún caso. Los átomos de uranio se encuentran en el espacio, por lo que pueden estar presentes en cualquier cuerpo astronómico: asteroides, cometas, planetas fuera del sistema solar, etc. Los átomos pesados han surgido en muchas generaciones de supernovas en nuestra galaxia. Se han reunido en el espacio a lo largo del año. Por ello, estarán presentes en cualquier cuerpo que se produzca con esta materia.

¿Cómo van de las supernovas a la Tierra?

No lo hacen. Se encuentran entre las estrellas en estado de gas o polvo. Los planetas y las estrellas están fabricados con este material (material de protoestrellas), por lo que tienen estos elementos desde el principio. Por ello, la composición química del Sol es la misma que la de esta materia.

¿Qué desconocemos de la creación de elementos pesados?

Hay muchos tipos de supernovas. No sabemos qué tipo produce una gran cantidad de un determinado elemento químico y cuáles no. Los modelos teóricos no son exactos y no son fáciles de investigar a través de las observaciones.

Puente Roa, Guillermo
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