Entrevista Claudio Ricci, astrofísico: “Espero que, en la próxima década, Chile se convierta en la capital mundial de la astronomía”

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En académico del Núcleo de Astronomía de la Facultad de Ingeniería y Ciencias se refirió a su trabajo investigativo y a las conclusiones del proyecto Bass Survey, estudio que permitió medir las masas de más de 800 agujeros negros supermasivos.

10 / 08 / 2022

Claudio Ricci, astrofísico y académico del Núcleo de Astronomía de la Facultad de Ingeniería y Ciencias, es investigador de uno de los grandes misterios del Universo: los agujeros negros supermasivos. “Mi investigación se centra en la estructura y evolución del material alrededor de los agujeros negros supermasivos, combinando la espectroscopia de rayos X con observaciones en múltiples longitudes de onda”, explica el Ph.D. de la Université de Geneve.

También es profesor invitado a largo plazo del Instituto Kavli de Astronomía y Astrofísica de la Universidad de Pekín, en China, y profesor afiliado al Departamento de Física y Astronomía de la Universidad George Mason, Fairfax, Estados Unidos. Además, es cofundador de Swift/BAT AGN Spectroscopic Survey (BASS) y miembro del equipo científico de la misión NuSTAR de rayos X duros de la NASA.

Recientemente, fue parte del proyecto Bass Survey que, en colaboración con astrónomas y astrónomos del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA), logró medir masas de más de 800 agujeros negros supermasivos.

Desde la primera formulación teórica de la existencia de los agujeros negros en 1783 a la fecha, ¿cuál ha sido el avance en el conocimiento de los agujeros negros y cómo este reciente censo impacta en ello?

La importancia de nuestro trabajo es que hemos creado la muestra más completa de agujeros negros supermasivos en el Universo local (en otras palabras, dentro de 500 millones de años luz), con datos en una multitud de longitudes de onda y, sobre todo, con mediciones muy precisas de sus masas. Cuando se estudian agujeros negros uno de los problemas más grandes es encontrar los objetos muy obscurecidos, que representan la mayoría de la población. Nuestro trabajo explota la gran capacidad de los rayos X duros, producidos muy cerca de los agujeros negros, de poder pasar a través de este gas y polvo. Esto es muy similar a lo que pasa cuando se hacen radiografías que, de hecho, también usan rayos X duros. Estudiando mapas del cielo en los rayos X, hemos podido crear un censo muy completo de agujeros negros, que incluye objetos escondidos atrás de mucho polvo y gas, y que no se conocían antes.

¿Cómo surgió el proyecto Bass Survey?

El proyecto empezó cuando en el 2014 Benny Trakhtenbrot. Un colaborador del ETH (Suiza) me visitó en Japón, donde yo trabajaba. En  esa ocasión discutimos de la posibilidad de estudiar en varias longitudes de ondas y medir masas de agujeros negros supermasivos identificados en los rayos X duros. Una vez que él volvió a Suiza, su colega Mike Koss le habló de un proyecto muy parecido, y así los tres empezamos a trabajar juntos. Mike y Benny empezaron a estudiar las masas de los agujeros negros, y yo a estudiar sus características en los rayos X. Una vez que yo llegué a Santiago, en el 2015, empecé a hacer observaciones con telescopios ubicados en Chile, que fueron muy importantes para medir las masas de los agujeros negros y para estudiar las propiedades del gas en sus alrededores. Así nació BASS. Con el tiempo empezamos a reclutar estudiantes y investigadores de otras universidades, para que nos ayudaran con este proyecto. BASS ahora incluye más de 50 científicos que trabajan en universidades en todo el mundo, ubicados en 4 continentes (América, Asia, Europa y Australia).

¿Qué metodología fue utilizada para lograr el censo de agujeros negros supermasivos?

Empezamos con una muestra de más de 800 agujeros negros supermasivo en fase de acreción identificados por el satélite de la NASA Swift/BAT. Este satélite está operando desde el 2004, observando todo el cielo en los rayos X duros (14-195 keV). Hemos logrado ganar muchas propuestas para observar todos estos objetos con muchos telescopios en distintas longitudes de onda. Por ejemplo, en la luz visible usando el Very Large Telescope en cerro Paranal, como también otros telescopios ubicados en Chile. Además, hemos usado telescopio en Estados Unidos, satélites de la NASA como el Hubble Space Telescopes o NuSTAR, y telescopios milimétricos como ALMA y APEX, ambos ubicados en Chile.

¿Cuáles fueron las principales conclusiones del proyecto? 

Este censo nos ha mostrado que la la mayoría de los agujeros negros supermasivos en fase de acreción se encuentran obscurecidos por gas y polvo. Además, hemos podido medir la velocidad a las cuales esos agujeros negros se alimentan y concluir que la gran mayoría de ellos, en el universo cercano, comen una masa menor de 1-2 veces a la masa de júpiter por año.

¿Cuáles son los más grandes desafíos de investigar agujeros negros supermasivos (AGNS)?

Un problema muy común cuando se investigan agujeros negros supermasivos es reconocerlos. En muchos casos, esos objetos se encuentran atrás de nubes de gas y polvo, y es complicado estar seguros de que la emisión que se observa sea producida por un agujero negro oscurecido y no por la galaxia huésped. Esto es algo que hemos podido solucionar, en parte, con nuestro trabajo, pero todavía hay objetos que están tan oscurecidos que tampoco podemos observarlos en los rayos X duros. Ahora, también estamos buscando nuevas técnicas para detectar los agujeros negros más oscurecidos.

¿En qué medida el estudio de los agujeros negros nos permite conocer y comprender la evolución de las galaxias? A partir de los descubrimientos que se han dado hasta ahora, ¿cómo ha sido la evolución de la galaxia?

Los agujeros negros pueden tener un papel muy importante en la evolución de sus galaxias huéspedes. Esto es debido a la interacción entre el material de la galaxia y vientos y chorros de materia producidos en los discos de acreción de los agujeros negros. Los vientos y chorros pueden calentar el gas y terminar así el proceso de formación de estrellas.

Usted ha investigado en centros astronómicos de Estados Unidos y Japón, entre otros.  En términos comparativos, ¿cuál es su visión del trabajo que se hace en Chile?

La investigación en astronomía en Chile tiene un muy buen nivel. Además, Chile tiene un potencial enorme en el campo de la astronomía, debido al hecho de que en los próximos años albergará la mayoría de los telescopios del mundo. Pienso y espero que, en la próxima década, ¡Chile se convertirá en la capital mundial de la astronomía!

¿Cuáles considera como sus principales hallazgos a lo largo de sus años de investigación?

Pienso que uno de mis hallazgos principales en los últimos años ha sido la confirmación observacional de la idea de que cuando dos galaxias chocan, los agujeros negros que se encuentran a sus centros terminan siendo extremadamente obscurecidos. Esto es algo que había sido predicho por muchos trabajos teóricos y usando nuevas técnicas hemos podido demonstrarlo claramente hace algunos años.

¿Cómo proyecta su investigación en el corto y largo plazo?

En los próximos años mi investigación va a enfocarse en el estudio de agujeros negros extremos, que comen gas y polvo muy rápidamente y que, en algunos casos, pueden pasar a través de periodos de instabilidad muy rápida, en los cuales su emisión varía muy rápidamente. El Vera Rubin Observatory, ubicado en Chile, será un instrumento fantástico para estudiar este tipo de objetos extremos y va a producir muchos descubrimientos en este campo de investigación.