Núcleo Milenio Titans se renovó por el plazo máximo

Aportar al entendimiento integral de los agujeros negros es el gran objetivo de este programa que lidera Astronomía UdeC, de cara a impactar a Chile y el mundo con su investigación de excelencia que ha determinado sus excelentes resultados.

Astronomía de la Universidad de Concepción (UdeC) evoluciona su liderazgo nacional en la investigación de frontera: el Núcleo Milenio Titans que encabeza logró su renovación por tres años para avanzar en el estudio de los vastos agujeros negros supermasivos.

El anuncio se dio tras el riguroso análisis de la primera fase de financiamiento, tres años prontos a culminar, que realizó la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (Anid), entidad del Ministerio de Ciencia que administra y ejecuta los fondos públicos.

La renovación permitirá continuar hasta 2026 el trabajo de Titans, que dirige el doctor Neil Nagar, director del Departamento de Astronomía UdeC e investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA). El plantel proviene mayoritariamente de la UdeC como entidad líder y participan desde las universidades Católica, de Chile y de Valparaíso, además de colaboradores de otras instituciones. A su alero, estudiantes de pre y postgrado e investigadores postdoctorales desarrollan sus proyectos.

Hito para crecer

La adjudicación se asume como logro. “El proceso es sumamente competitivo. De todos los programas que postularon, pocos fueron renovados y el resto son iniciativas nuevas. En nuestro caso, si tuviera que resumir todo en una frase, diría que fue la excelencia de este equipo la que nos permitió tener una evaluación, podríamos decir, perfecta”, declaró Nagar al respecto.

Y el astrónomo destacó que esta renovación es la única a la que puede optar un Núcleo Milenio, cuya ejecución dura máximo 6 años, por lo que encamina el cierre de Titans como programa y es aliciente para proyectarse más ambiciosamente.

“Durante estos tres años nuestra meta es expandir el Núcleo Milenio Titans. Porque un paso más arriba están los Institutos Milenio que se adjudican por 5 años y pueden renovarse 5 años. Entonces, para el próximo periodo queremos resolver varios problemas, crecer y crear un Instituto Milenio a futuro”, aseveró.

Trabajo de impacto

El sustento es el gran objetivo con que se creó Titans: aportar al entendimiento integral de los agujeros negros supermasivos, que pesan millones de masas solares.

Esta comprensión implica abordar desde el inicio y varios aspectos en que avanzan los subgrupos de Titans. Lo primero que mencionó Nagar es la formación de agujeros negros en el Universo temprano o primitivo, mediante uso de la teoría y simulaciones. Luego destacó al crecimiento o evolución de estos objetos, usando tanto observaciones como simulaciones. En una tercera línea está la obtención de imágenes de los entornos más internos de los agujeros negros a través del Event Horizon Telescope EHT (Telescopio del Horizonte de Sucesos o Eventos), uno virtual del tamaño de la Tierra formado por distintos instrumentos instalados en distintos puntos del planeta y que da vida a un gran consorcio internacional del que participa Titans.

“El trabajo para el entendimiento integral de los agujeros negros sigue en Titans, pero para la renovación agregamos algo súper interesante para el futuro: la investigación en agujeros negros binarios. Estos se dan cuando hay dos agujeros negros muy cerca, que se orbitan y caen uno dentro del otro, lo que produce ondas gravitacionales”, explicó. Y con la nueva fase hay integración de especialistas que trabajan en torno a retos científicos globales.

Para entender el gran impacto de la investigación hay que saber que los agujeros negros, objetos astronómicos tan densos que nada que cae dentro de su campo gravitatorio puede escapar, ni la luz, fueron una de las mayores incógnitas del Universo hasta abril de 2019, cuando el consorcio EHT mostró la primera imagen de uno. Así se comprobó su existencia predicha por la teoría de relatividad general de Albert Einstein. Se cree que la mayoría de las galaxias, si no son todas, tienen uno en su centro.

La revelación la protagonizó el ubicado al centro de la galaxia Messier 87 (M87). Y un par de años después se mostró al de la Vía Láctea, Sagitario A* (Sgr A*).

Y la investigación y generación de conocimientos de frontera que buscan en Titans va de la mano con la labor de avanzar en divulgación científica, acercando saberes a diversidad de públicos con distintas actividades. Entre ellas están el Congreso Astronómico Escolar, la Escuela de Astronomía para Profesores y el proyecto de astronomía inclusiva Dedoscopio. En los primeros años de pandemia de Covid-19 se impulsó la iniciativa online “Astronomía en tu casa”.

“La esperanza es que vamos a tener agujeros negros penquistas luego”

La renovación de Titans se debe al trabajo de alta calidad de quienes participan, que también propició su adjudicación a fines de 2020, continuando una larga trayectoria.

Neil Nagar ubicó al inicio en trabajos de varios investigadores con adjudicaciones de fondos individuales como los Fondecyt en sus distintas líneas. Luego, se formó un grupo que optó a otros recursos públicos, los proyectos Anillo. Dos se adjudicaron para seguir estudiando los agujeros negros supermasivos; el primero lo lideró Ezequiel Treister, entonces académico UdeC y ahora de la Universidad Católica, el segundo el doctor Dominik Schleicher, académico de Astronomía UdeC.

“Así se fue expandiendo el grupo, sumando más personas y llegamos al Núcleo Milenio. Con la renovación también cambiamos equipo, estamos creciendo dentro del grupo y en nuestras colaboraciones”, sostuvo Nagar.

Logros y proyecciones

Y varios hitos construyen la base sobre la que se sustenta Titans con sus proyecciones. El precedente más crucial, único para Astronomía UdeC, es participar del más relevante del siglo.

Es que Neil Nagar junto Venkatessh Ramakrishnan, ex postdoctorante UdeC, participaron (y participan) del consorcio EHT junto a científicos de decenas de instituciones de todo el mundo. Y tuvieron rol protagónico del trabajo que permitió generar la primera imagen de un agujero negro supermasivo, las que vinieron y las que vendrán. Así convirtieron a la UdeC en la única institución académica chilena en participar del consorcio e hito global.

Desde allí es que Nagar relevó que “hay muchos logros, pero los programas como Titans son de largo plazo, no es que cada año podamos tener proyectos con resultados inmediatos, aunque hay trabajos de corto plazo”.

Son temas complejos, si sólo hasta hace pocos años la existencia de agujeros negros era algo teórico planteado hace décadas, y para comprobarlo se requirieron años de observaciones, datos y análisis.

En este sentido, el académico afirmó que están llegando a nuevos resultados de impacto en EHT, aunque no se pueden develar todavía, pero trascienden a M87 y Sgr A*. “Ahora estamos haciendo las próximas 5 imágenes. Es de largo plazo, pero está siendo exitoso. Hicimos observaciones de prueba que han ido muy bien, hicimos las primeras observaciones de larga integración y ahora estamos analizando los datos. La esperanza es que vamos a tener agujeros negros penquistas luego”, sostuvo.

Su última oración basta para evidenciar la importancia de que exista en Chile un programa como Titans y el enorme valor de que se lidere por la UdeC.

“En proyectos grandes y de largo plazo hay muchos países involucrados y se llegan a resultados importantes. Hace 10 o 5 años, desde Chile entrábamos como el equipo débil o bebé, con todos ayudándonos para que aprendiéramos una manera de caminar. Pero, los fondos de la Anid y Titans ayudaron a crecer al grupo y llegamos al nivel en que en las colaboraciones internacionales estamos como iguales, podemos entregar muchas cosas muy específicas y tener una contribución significativa para el logro de metas globales”, manifestó el doctor Nagar.

Y resaltó que Titans ha sido clave para generar colaboraciones internacionales, para que se lideren muchos proyectos en ese contexto y para obtener resultados que impacten a Chile y el mundo. Al respecto, aclaró que no es fácil ingresar a estos magnos proyectos o lograr metas ambiciosas con fondos individuales y de corno plazo.

Hay un sitio especial para las expectativas de estudiar agujeros negros binarios. Su búsqueda ha despertado interés desde fines del siglo XX porque serían la mayor fuente de onda gravitacional y probarían su existencia, pero ha sido un trabajo complejo. En 2016 se confirmaron las ondas gravitatorias y se detectó que la señal vino de la fusión de dos agujeros negros. Luego se han hallado candidatos a agujeros negros binarios sin ser confirmados y confirmar es uno de los retos más candentes en la investigación de agujeros negros y la astronomía global.

Por eso esta línea de Titans es interesante e importante para el futuro, porque su director aseguró que “abre una chance de ser los primeros en encontrarlos y resolver el misterio, aunque estamos compitiendo con un grupo grande que ocupa otro método”. “En 2034 la Agencia Espacial Europea lanzará al espacio a LISA que tratará de buscar ondas gravitacionales. Nuestra meta es antes de 2034 detectar agujeros negros binarios, predecir ondas gravitacionales y que LISA vaya a buscarlo”.

Instrumentos

Para abordar los retos científicos de Titans son clave la teoría, simulación y la observación.

Así que hay instrumentos fundamentales. Se usa al ZFT, instalado en Estados Unidos, para buscar candidatos a agujeros negros binario, los que luego pueden ser modelados con la supercomputadora Kultrün que posee Astronomía UdeC. Así se pueden definir los mejores candidatos para que los observe EHT y eventualmente se puedan generar imágenes.

A futuro se usará al evolucionado Observatorio Vera C. Rubin que se construye en el norte de Chile.

Además, en Titans aportan al estudio de nuevas locaciones donde instalar radiotelescopios que formen la nueva generación del EHT (ng-EHT) y analizar los próximos agujeros negros a observar por éste.