Ex alumno Rodrigo Fernández obtuvo la “Einstein Fellowship” de la Nasa

Por Lilian Duery A 

Rodrigo Fernández, ex alumno del profesor Andreas Reisenegger de la UC, sigue escalando alto. No sólo en materias de altas energías, sino que en los nuevos pasos de su carrera. Es el feliz receptor de la “Einstein Fellowship” de la NASA, con la cual irá a trabajar por tres años al Instituto de Estudios Avanzados, en Princeton. Ahora finaliza su doctorado con el profesor Chris Thompson en la Universidad de Toronto. “Un país fantástico, con gente muy educada y tolerante. Hay gran cantidad de inmigrantes de todos los países que uno se pueda imaginar. El único problema es quizás el frío, aunque es soportable”, cuenta acerca de su experiencia.

Al principio, se desvió de su camino. Cuando egresó del colegio optó por estudiar música,  pero no le fue bien en eso. Como siempre tuvo facilidades para la física y las matemáticas, decidió cambiarse a algo entretenido donde pudiera aplicar las dos cosas. “Elegí astronomía por el potencial de crecimiento que el campo tenía en Chile en ese momento, lo que hacia más probable que encontrara trabajo como científico”, expresa.  

Está muy contento con la beca, principalmente porque le permite trabajar en lo que él quiera. “Otorga buenos beneficios, además del sueldo (incluye fondos de investigación, seguro de salud, etc.). Por otra parte, es una responsabilidad grande, ya que tiene un cierto prestigio asociado. Se espera que los becarios que produzcan ciencia relevante”, señala.

¿La esperabas?

Cuando postulé sabía que tenía méritos como para que me tomaran en serio, pero la  competencia es bien fuerte, así que es difícil predecir a quién van a dársela cuando hay muchos buenos postulantes. 

Sus pasos en Chile

¿En qué trabajaste como asistente de investigación de Andreas Reisenegger?

Trabajé calculando la evolución térmica de las estrellas de  neutrones de rápida rotación. Empezamos a trabajar en el tema durante mi práctica de licenciatura (sólo unos cinco meses al término de la carrera) y despues seguimos por un año más hasta conseguir resultados publicables.

Las estrellas de neutrones son uno de los objetos más densos del universo, con densidades promedio que superan a la de los núcleos atómicos (14-15 órdenes de magnitud más densos que el agua). Por ello, estos objetos constituyen laboratorios cósmicos que permiten estudiar la composición de la materia en condiciones extremas. Los estudiamos a través de sus observaciones (en emisiones UV y radio, por ejemplo) y luego comparamos estos resultados con predicciones de modelos teóricos que hacen ciertas suposiciones sobre la composición interna de la estrella.

En particular, el proyecto que hicimos tenía por objetivo calcular la temperatura superficial de estrellas de neutrones de rápida rotación (pulsares de milisegundo), incluyendo procesos físicos que relacionan cambio en la tasa de rotación con el calentamiento interno. Al comparar nuestras predicciones con observaciones de otros investigadores, pudimos poner restricciones sobre modelos de composición interna de la estrella (ecuaciones de estado). Usando nuestro modelo, Paula Jofre, otra alumna de Licenciatura en Astronomía que trabajó con Andreas Reisenegger, estableció restricciones al posible cambio temporal en la constante de gravitación universal G 
        

Astrofísica de alta energía

Con las simulaciones de supernovas de colapso gravitacional, el tema de tus tesis de doctorado, ¿qué intentas demostrar o interpretar?

Una supernova de colapso gravitacional es una explosión que ocurre al término de la vida de una estrella masiva, esto es con una cantidad de materia al menos ocho veces la masa del sol. La teoría de evolución estelar predice que el colapso gravitacional se debe a que el centro de la estrella acumula fierro, del cual no se puede  extraer energía por medio de la fusión nuclear. Es el núcleo atómico más fuertemente ligado. Como no hay reacciones nucleares que generen energía, el centro de la estrella pierde el soporte que contrarresta la gravedad (al contrario de lo que ocurre en el sol) y colapsa.

Mediante las observaciones, sabemos que las estrellas que colapsan generan una explosión gigantesca, tan brillante que supera la luminosidad de todas las estrellas de la galaxia donde ocurre. La supernova de colapso gravitacional más reciente en las cercanías de nuestra galaxia fue la supernova 1987A, que ocurrió en la Nube Grande de Magallanes, y que fue descubierta en Chile. El gran brillo de estas explosiones permite observarlas desde grandes distancias. A pesar de que ocurren esporádicamente en la Vía Láctea (aproximadamente una explosión cada 100 años), muchas más pueden observarse más frecuentemente en galaxias lejanas.  

El problema, desde el punto de vista teórico, es que no se entiende bien la causa de la explosión una vez que el núcleo de la estrella colapsa. En particular, simulaciones detalladas con los métodos más avanzados que existen fallan en hacer explotar la estrella. Parte del problema tiene que ver con que es necesario calcular el transporte de neutrinos en áreas que van de opacas a transparentes, lo que es muy costoso  computacionalmente. Hasta hace poco, sólo simulaciones en una dimensión eran posibles, pero todas ellas fallan en estrellas que forman un núcleo de fierro. Recientemente, simulaciones en dos dimensiones han mostrado ser más favorables, en parte porque permiten movimientos multidimensionales del fluido que forma el núcleo de la estrella. 

Mi tesis actual consiste en hacer simulaciones restringidas del movimiento del fluido durante la explosión para entender mejor las inestabilidades multidimensionales y su efecto en facilitar este estallido.

¿Usas un supercomputador? ¿De qué capacidad?

Para hacer estas simulaciones he usado el supercomputador Sunnyvale en el Instituto Canadiense de Astrofísica Teórica (CITA). El computador tiene 1.600 procesadores, y es compartido principalmente por investigaciones de fluidos estelares y análisis cosmológicos. Mis simulaciones normalmente usan 32 procesadores (aunque hago muchas de ellas).

En mis planes está continuar con mi trabajo en inestabilidades de fluidos en supernovas, extendiendo mis cálculos a tres dimensiones. También voy a continuar con el trabajo previo que he hecho en modelar la emisión de rayos X de estrellas de  neutrones altamente magnetizadas, llamadas magnetares.

Es una carrera intensa, aunque manejable. Obviamente tiene que haber motivación, porque los problemas son difíciles y requieren estudio continuo tanto de física como de métodos de solución. También hay que mantenerse al día con lo que pasa en el área.