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Con proyecto para estudiar núcleos activos de galaxias, Víctor Patiño obtiene apoyo para crear grupo asociado al Max Planck en México

Santa María Tonantzintla, Puebla, a 28 de junio de 2019. Con un proyecto para estudiar núcleos galácticos activos combinando datos de interferometría con datos en distintas frecuencias, el Dr. Víctor Manuel Patiño Álvarez obtuvo un apoyo de la Sociedad Max Planck para crear en México un grupo de trabajo asociado a dicha institución alemana.

El joven científico mexicano fue postulado ante la Sociedad Max Planck para realizar este proyecto por el Dr. Anton Zensus, director del grupo de VLBI en el Instituto Max Planck para Radioastronomía en Bonn, Alemania.

El Dr. Víctor Manuel Patiño estudió la licenciatura en Física en la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco y la maestría y el doctorado en Astrofísica en el INAOE, y realizó un posdoctorado en el Instituto Max Planck para Radioastronomía en Bonn, Alemania. Actualmente es investigador titular A de la Coordinación de Astrofísica del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE).

Sus líneas de investigación son variabilidad multifrecuencia de blazares, conexión entre la variabilidad de rayos gamma y el jet a escalas de pársec, la variabilidad de la distribución espectral de energía en blazares, el Efecto Bladwin en blazares, y aplicación de un modelo de redes neuronales y aprendizaje máquina a curvas de luz de blazares.

Durante su estancia posdoctoral en Bonn, el astrofísico continuó con sus líneas de investigación y además comenzó a trabajar en interferometría de base muy larga (VLBI por sus siglas en inglés), técnica con la que se obtuvo la imagen de la sombra del agujero negro en el proyecto Event Horizon Telescope.

En entrevista, el Dr. Patiño comenta que en el momento en que el Dr. Anton Zensus supo que tendría una plaza en el INAOE, lo postuló ante la Sociedad Max Planck para dirigir un grupo de trabajo asociado al Max Planck en México.

"Estos grupos de trabajo benefician no sólo a la institución anfitriona sino también a algún Instituto Max Planck específico. El apoyo se da a gente que, después de trabajar en el Instituto Max Planck, regresa a su país de origen con una plaza estable. Y si el director considera que es una persona que puede trabajar no sólo en sus líneas de investigación sino también en las líneas de investigación que son beneficiosas para ambos institutos, es postulada. Yo preparé un proyecto que se envió a seis sinodales de distintas partes del mundo que lo aprobaron por unanimidad. El proyecto está aprobado para que el grupo empiece a trabajar oficialmente el primero de enero de 2020".

El proyecto presentado a la Sociedad Max Planck consiste en estudiar núcleos activos de galaxias (AGN por sus siglas en inglés) combinando datos de interferometría con datos multifrecuencia: "A qué me refiero con datos multifrecuencia, a radio, milimétrico, infrarrojo, óptico, ultravioleta, rayos x, rayos gamma, y esto lo puedo hacer porque trabajo en todas esas frecuencias, incluyendo espectroscopia".

El astrofísico explica que los AGN son objetos con tamaños aparentes en el cielo muy pequeños, razón por la cual se observan mediante la técnica de interferometría, que combina telescopios en varias partes del mundo para simular un telescopio que sea tan grande como la distancia entre los diferentes telescopios.

"La luminosidad de estos núcleos activos varía mucho. Para darnos una idea de ello, una galaxia como la nuestra, la Vía Láctea, emite una luz equivalente a la de diez mil millones de soles, mientras que un núcleo galáctico activo típico emite de cien a mil veces más que nuestra galaxia, y a veces puede duplicar o triplicar su emisión en menos de un día. Otra cosa interesante, y por la cual la interferometría es necesaria, es que todos estos procesos ocurren en un espacio muy pequeño, comparado con el tamaño de la galaxia. Y como son objetos tan pequeños necesitamos hacer interferometría, y como varían mucho la cantidad de energía que producen, estas fuentes se observan constantemente tanto con interferometría como con las otras bandas de las que ya hemos hablado", abunda.

El Dr. Víctor Patiño agrega que lo que le da la energía a los AGN son los agujeros negros: "Alrededor de un agujero negro hay material, por lo general gas, que debido a la enorme gravedad se está moviendo muy rápido. Pero cuando hablamos de gas no estamos hablando de aire como el que tenemos nosotros, es algo mucho menos denso, de manera que uno puede contar la cantidad de partículas que hay por centímetro cúbico. Si uno está hablando de que una partícula se está moviendo, está hablando de energía cinética, y la energía cinética de una partícula está directamente relacionada con la temperatura. Estas cosas se mueven tan rápido que los discos que giran alrededor de los agujeros negros alcanzan temperaturas de varios millones de grados. Si alguien algún día ha visto un metal al rojo vivo, se dará cuenta de que está emitiendo luz. Pues eso mismo está pasando aquí: este proceso de acreción está provocando la emisión de luz térmica".

Este proceso es muy eficiente, ya que la cantidad de materia que se convierte en energía es mucha: "Las bombas nucleares de hidrógeno funcionan fusionando cuatro átomos de hidrógeno en un solo átomo de helio, pero el átomo de helio pesa menos que los cuatro átomos de hidrógeno. La cantidad de materia faltante es lo que se convirtió en energía. La eficiencia de este proceso es de aproximadamente .7 por ciento. El proceso de acreción tiene una eficiencia aproximada de diez por ciento, más de diez veces las reacciones nucleares".

Debido a las altas temperaturas este material está ionizado, es decir, los átomos han perdido electrones, y las cargas eléctricas se mueven muy rápido, lo que genera campos magnéticos que a su vez hacen que se formen chorros: "Hay tanto material moviéndose tan rápido, que parte del mismo es expulsado pero es atrapado en esos campos magnéticos, por eso vemos un chorro de material. Mucha de la variabilidad de los AGN es causada por estos chorros, al menos en los objetos que estamos estudiando, porque ligeros cambios en el comportamiento del campo magnético pueden significar que, en algún punto de este chorro, líneas de campo magnético se cruzan y entonces se están acelerando partículas, lo que va a provocar que se emita más luz".

Para concluir, el Dr. Patiño informa que el proyecto que le acaban de aprobar tendrá una duración inicial de tres años con una posible extensión a cinco: "Estoy contento, me siento honrado de que el director me haya postulado como cabeza de grupo sobre todo a mi edad, tengo 31 años. Y estoy muy contento de regresar a México porque tenía la idea de regresar a mi país para poner mi granito de arena para desarrollar ciencia aquí".