Último adiós a Gaia, la misión que ha dado la vuelta al conocimiento de la Vía Láctea

No hacía ni un mes que había parido, pero tenía claro que no quería perdérselo de ninguna manera. Así que cogió a su bebé y se plantó en la facultad de física de la Universidad de Barcelona. Desde allí, con su grupo de investigación, pudo seguir en directo, a través de grandes pantallas, el lanzamiento en el espacio del telescopio espacial Gaia, los ojos con los que durante 11 años la Agencia Espacial Europea (ESA) ha barrido el cielo y ha revolucionado la visión que teníamos de nuestra galaxia y nuestro vecindario cósmico. Y dónde la participación catalana ha sido decisiva.

"Fue un momento muy emocionante", explica Mercè Romero, profesora agregada de la UB e investigadora principal de la misión. "Recuerdo estar allí con mis compañeros con el corazón encogido siguiendo el despegue, un momento que siempre es delicado, con mi bebé en brazos", añade.

Esta matemática formaba parte del equipo de astrónomos e ingenieros, comandado por el catedrático y director del Instituto de Ciencias del Cosmos de la UB (ICCUB), Xavier Luri, que llevaban cerca de 20 años pensando y diseñando cómo debía ser aquella misión que cartografiaría en tres dimensiones.

"Incluso pensé en decir Gaia a mi hija", confiesa, aunque al final se echó atrás porque "temí que no me perdonara en un futuro haberse dicho como la misión de mi vida".

Aquel 19 de diciembre del 2013 la sonda, en las entrañas de un cohete Soyuz, despegaba desde la Guayana francesa; desplegaba una especie de sombrilla forrada con paneles solares de 10 metros de diámetro, y iniciaba un viaje de 1,5 millones de kilómetros hasta situarse en el punto de Lagrange 2, una zona del entorno Terra-Sol. Desde allí, y con dos telescopios, durante este tiempo ha estado escudriñando incansablemente 2.000 millones de estrellas y otros objetos en el cielo visible, midiendo con total precisión las posiciones, distancias, movimientos y cambios en el brillo.

Gracias a todos estos datos e información ahora contamos con el mapa en tres dimensiones más completo que hemos tenido nunca de nuestra galaxia. El plano que necesitaría Luke Skywalker para poder realizar viajes interestelares entre mundos de la Alianza situados en la Vía Láctea y que orientará futuras misiones humanas al espacio.

Y ahora, 11 años más tarde, después de haber sobrevivido al impacto de micrometeoritos y tormentas solares, la nave que ha dado la vuelta a la astronomía galáctica está a punto de cerrar los ojos para siempre. El combustible que la nutre está casi agotado y por eso el próximo 27 de marzo Gaia se trasladará a su órbita de retirada y se apagará.

"Esta increíble misión ha superado todas las expectativas, ya que ha durado casi el doble de su vida útil inicialmente prevista", valora Carole Mundell, directora científica de la ESA. "El valioso conjunto de datos que ha recogido nos ha proporcionado conocimientos únicos sobre el origen y evolución de nuestra galaxia, la Vía Láctea, y también ha transformado la astrofísica y la ciencia del sistema solar en formas que todavía no hemos entendido plenamente".

De 'padres' catalanes

Como ocurre en todas las misiones espaciales, la historia de Gaia también es de largo recorrido. Arranca décadas antes con Hipparcos, un satélite que se lanzó al espacio en 1989 y en el que ya había implicación importante de investigadores de la UB. "Jordi Torra y otros físicos de la facultad hicieron algo muy innovador en un momento en que el país estaba saliendo del franquismo y la inversión en ciencia era muy escasa: se plantaron en París, en una reunión de la ESA, porque querían entrar a formar parte de la misión. Y se implicaron de lleno", recuerda Luri.

Y aunque la tecnología del momento era mucho menos sofisticada, ese satélite de la ESA ya logró una gran hazaña: trazar un mapa de 118.000 estrellas de la Vía Láctea. La misión Hipparcos duró 8 años, y antes de que llegara a su fin, y con el conocimiento adquirido, la comunidad científica ya empezó a pensar en su relevo. Los padres de Hipparcos, entre los que se encontraban los científicos e ingenieros catalanes del entonces departamento de Astronomía y Meteorología, se convirtieron también en los de Gaia, el proyecto más ambicioso de la ESA para estudiar la historia y la estructura de la Vía Láctea. Luri se unió a ella en 1998 planificando y pensando cómo debía ser el sucesor de aquel primer telescopio que había sido pionero en la obtención de un pequeño catálogo estelar.

"Participé desde el inicio, desde la definición del caso científico, es decir, de lo que debía estudiar Gaia, hasta el diseño industrial del satélite y el procesamiento de datos y explotación científica", afirma este astrónomo con orgullo que es también miembro del comité ejecutivo del consorcio quen a procesar el centenar largo de terabytes de telemetría que ha enviado el satélite ya convertirlos en ciencia. En la misión, también se encuentra el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC).

"El salto que ha dado Gaia respecto a Hipparcos es exponencial", valora Luri, que resalta el hecho de haber pasado de poco más de 100.000 estrellas a 2.000 millones, lo que supone un muestreo de entre el 1 y el 2% de la población estelar de la gala. "[El de Gaia] es el primer censo significativo y los datos obtenidos nos han dado cuenta de que la galaxia es mucho más compleja de lo que esperábamos", añade.

La máquina de los descubrimientos

Los datos que ha ido enviando Gaia –un desafío por los cientos de terabytes existentes– se han recibido en tres antenas ubicadas en Madrid, Australia y Chile. Una vez descargadas, primero se procesan en el centro de la ESA en Madrid, la ESAC, utilizando unos programas realizados por los científicos de la UB, ya continuación se vuelven a procesar en Barcelona, ​​con la ayuda del Marenostrum, el superordenador del Barcelona Supercomputing Center.

"Las analizamos y validamos, y después las troceamos y enviamos al resto de grupos en paquetes", dice Romero. En total, hay siete centros de procesado de datos en toda Europa, cada uno especializado en un tipo de información: desde astrometría, que es el mayor paquete, hasta exoplanetas y agujeros negros, entre otros. Una vez validados, los datos se depositan en un archivo final de acceso abierto y público, a disposición de toda la comunidad científica.

"Gaia da información individual de las estrellas ya partir de ahí intentamos conseguir una imagen de cómo es nuestra galaxia", afirma Romero, que lo compara con "hacer un puzle". Cada una de las piezas por sí mismas no da información sobre cuál será la imagen final, que sólo se puede obtener cuando se encajan todas y se resuelve el rompecabezas.

Y a partir de estas pequeñas piezas, subiendo, empezamos a tener pistas de cómo se formó la Vía Láctea, qué interacción ha tenido a lo largo de los más de 13.000 millones de años que tiene de vida con otras galaxias, cuál ha sido su historia hasta ahora. También podemos establecer con mayor precisión su forma: el centro de la Villa Láctea es como una pelota de rugby o una barra y tiene cuatro brazos en espiral, dos con estrellas y dos con gas.

A partir del rastro de estrellas antiguas captado por Gaia, los astrónomos han descubierto que la Vía Láctea se fusionó con otra galaxia en sus primeros años de historia y que ahora avanza hacia la colisión con la galaxia enana de Sagitari, un descubrimiento o ."Estábamos validando unos datos cuando unos nos sorprendieron. Al principio pensamos que estaban mal", reconoce Romero. Pero las empezaron a estudiar ya realizar simulaciones, hasta que encontraron que había una espiral en el componente vertical del disco y que estaba producida por la interacción entre nuestra galaxia y Sagitario", explica Romero.

Una de las sorpresas que ha proporcionado Gaia ha estado dentro de nuestro pequeño planeta, además de Sistema montar, Además. y todo pequeñas lunas orbitando alrededor. Gaia ha permitido dibujar mejor las órbitas y ampliar el censo de objetos que pueblan nuestro vecindario cósmico, de los que ha conseguido captar sus espectros, lo que abre la puerta a estudiar la superficie y la forma de los hay uno de 33 masas solares escondido en la constelación del Águila, a menos de 2.000 años luz de la Tierra. Es la primera vez que se observa un agujero negro de origen estelar tan grande dentro de la Vía Láctea.

Y no sólo ha aportado conocimiento sobre nuestra galaxia, sino también de otras vecinas, como las Nubes de Magallanes, dos galaxias enanas que orbitan alrededor de la Vía Láctea, visibles desde el hemisferio sur. Pese a que están muy lejos, a más de 160.000 años luz, Gaia ha captado datos individuales de 10 millones de objetos allí y ha abierto la puerta a estudiarlos en detalle.

"Hasta ahora sólo teníamos información del brillo de las estrellas allí y ahora tenemos también movimientos, colores, química y estamos incluso llegando a saber los detalles del movimiento interno, como si estuviéramos dentro de las Nubes de Magallanes", valora Romero.

Con los datos hasta ahora publicados ya se han generado más de 13.000 artículos científicos. Pero todavía quedan dos nuevos paquetes por presentar que continuarán proporcionando nuevos descubrimientos. Los equipos de ingenieros y científicos trabajan a pleno rendimiento en la que será la cuarta publicación de datos, Gaia DR4, prevista para 2026, para la que se utilizarán las observaciones de los primeros 5,5 años de la misión. Con este nuevo paquete se espera que se pueda ampliar el catálogo de estrellas binarias y también de exoplanetas.

"Gaia permitirá hacer ciencia a toda una generación de investigadores", asegura Luri, quien revela que ya están pensando en la siguiente misión, la que relevará a Gaia y que tendrá que llegar a mostrar la otra mitad de la galaxia, la que Gaia no puede ver. "Habrá que incorporar el infrarrojo para poder así llegar a captar las estrellas ocultas por el gas y el polvo", apunta Romero.

Estos últimos días, antes de adentrarse en la oscuridad, Gaia ha cambiado su orientación por ser varias magnitudes más brillante. De esta forma, vestida de luz, un pequeño diamante entre diamantes, será visible desde la Tierra con la ayuda de un pequeño telescopio. Un último regalo antes de apagarse para siempre.