¿Y para qué demonios se necesita saber cuánto oxígeno hay en una nebulosa?

Una de las preguntas que más me han hecho mis amigos, familiares cercanos y lejanos y gente anónima que ha asistido a alguna charla o taller que he dado a lo largo de los últimos veinte años es “¿y para qué sirve eso que haces?”. Para mí, la respuesta es obvia, pero entiendo que la mayoría de la gente no tiene claro para qué puede servir el calcular de la forma más detallada posible abundancias químicas en el medio interestelar de elementos bastante conocidos como el carbono, el nitrógeno o el oxígeno, o de elementos más raros como el kriptón, el xenón o el telurio.

La respuesta que suelo dar es la más sencilla: las investigaciones que llevo a cabo pretender avanzar en el conocimiento del medio en el que vivimos. “Pero es que vivimos en la Tierra, y tú estudias cosas mucho más lejanas…” me suelen contestar.

Ante esa respuesta suelo recurrir al argumento de entender nuestro lugar en el Universo. ¿Y a qué me refiero con esto?

Pues a una cuestión relativamente simple: gracias al nacimiento y muerte de estrellas a lo largo de la vida del Universo, este se ha ido enriqueciendo poco a poco con elementos químicos fundamentales para el desarrollo de vida, ya que después del Big Bang, el Universo básicamente estaba compuesto de hidrógeno, helio y algo de litio. Durante los billones de años posteriores se han ido creando en el interior de las estrellas distintos elementos y, en una especie de proceso de reciclaje estelar, este nuevo material enriquecido con nuevos elementos químicos pasa a formar la siguiente generación de estrellas.

Mediante este proceso va aumentando la disponibilidad de elementos que son esenciales para el desarrollo de la vida como, por ejemplo, el carbono, en el que se basa toda la química orgánica; el nitrógeno, componente fundamental de los aminoácidos y de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) de nuestras células; o el oxígeno necesario para que se forme la molécula de agua.

Estudiar las abundancias de estos elementos en el medio interestelar en nuestra Galaxia y en galaxias lejanas es, por tanto, fundamental para entender cómo hemos llegado a aparecer en el Universo.

El problema es que, tradicionalmente, las abundancias de estos elementos en el medio interestelar, especialmente en galaxias lejanas muy primitivas, se han determinado usando una metodología basada en medir el brillo de ciertas líneas de emisión brillantes en las nebulosas con la que se podría estar subestimando bastante las abundancias reales. En el grupo de física del medio interestelar del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) hemos trabajado durante muchos años en una metodología alternativa en la que usamos líneas de emisión mucho más débiles. Esta técnica da abundancias de más del doble que con la metodología habitual. Recientemente, nuestro grupo del IAC ha participado en un estudio en el que se plantea que esto puede ser debido a un efecto de interacción de las estrellas con el medio interestelar que modifica las condiciones del gas en el que se calculan las abundancias (un ejemplo paradigmático se muestra en la imagen que acompaña este artículo). La ventaja de esta metodología alternativa es que es independiente de estas condiciones, mientras que la usada tradicionalmente, subestima mucho las abundancias si no se tienen en cuenta estos efectos.

Por otra parte, en nuestra Galaxia, las abundancias calculadas en regiones H II con esta nueva metodología son mucho más consistentes con las determinadas usando otros marcadores de abundancias en objetos jóvenes, como las obtenidas en estrellas masivas, en estrellas cefeidas o en cúmulos abiertos.

Espero entonces haber aclarado un poco para qué sirve mi investigación. Asumir que las abundancias en el medio interestelar son la mitad (o incluso menos) de lo que deberían ser es como quedarse corto en los ingredientes de una receta culinaria y, por lo tanto, igual que no podríamos saborear plenamente nuestra receta, tendríamos una visión incompleta de la evolución química del Universo y de nuestro lugar en él. 

BIOGRAFíA: Jorge García Rojas es un astrofísico lagunero. Tras estudiar Ciencias Físicas, especialidad de Astrofísica, en la Universidad de La Laguna, estuvo unos años dando clases en centros de secundaria de Tenerife y Lanzarote, hasta que decidió retomar su primer amor y obtuvo el título de Doctor en Astrofísica por la Universidad de La Laguna. Después pasó unos años en México y regresó a Canarias como astrónomo de soporte de los Observatorios del Teide y del Roque de los Muchachos. Actualmente es investigador Severo Ochoa en la línea de “Estrellas y Medio Interestelar” en el Instituto de Astrofísica de Canarias.

Sección coordinada por Adriana de Lorenzo-Cáceres Rodríguez.