Variable Star Zoo: la iniciativa que permitió que gente común encontrara miles de estrellas

Los más apegados de nuestros seguidores quizás recuerden que en agosto 2018, el Instituto Milenio de Astrofísica (MAS) lanzó un proyecto de Ciencia Ciudadana en la plataforma internacional Zooniverse, la más importante en este rubro (esa ciencia donde investigadores y ciudadanos “de a pie” unen fuerzas para resolver un problema científico).

Se llamaba Variable Star Zoo y fue el primer proyecto chileno en ese portal. Se les enseñaba a los voluntarios una gráfica que representaba la variación de brillo de una estrella a lo largo del tiempo, y se les pedía que establecieran de qué tipo de estrella variable se trataba, comparando su patrón de luminosidad con varios ejemplos disponibles.

El mes pasado el proyecto fue completado, y es un triunfo del que nos sentimos especialmente orgullosos. En poco menos de dos años, más de 5.000 voluntarios se conectaron desde Europa, India, Estados Unidos, Brasil, México, Canadá, entre otros (y por supuesto Chile) y completaron más de 860.000 clasificaciones por un total de 60.000 estrellas.

No solo hubo aquí un tremendo aporte científico, nosotros no habríamos sido capaces de hacer esto solos, sino que además nos ha emocionado ver el efecto de acercar nuestro quehacer a miles de personas que no vemos y que disfrutó junto con nosotros.

A los colegas científicos que nos leen, queremos contarles con mucha alegría que esto funciona: es un camino posible. En general a la gente le gusta tener la oportunidad de involucrarse en la investigación. ¡Hasta nos contactaron desde un diario ruso para hacer una reseña sobre este proyecto, que dejó de ser nuestro para ser de miles! Quizás les llamó la atención que el postdoc a cargo de la página, el ahora profesor Lacerna en la Universidad de Atacama, se llama Iván, como Ivan el Grande.

¿Por qué es tan importante clasificar estrellas variables? y ¿por qué se necesita ayuda de la ciudadanía? Es útil recordar que, cuando miramos el cielo, aún con el más poderoso de los telescopios, las estrellas no son nada más que puntitos luminosos.

Para estudiar el Universo, de esos puntitos, necesitamos saber: cuánta energía emiten, a qué distancia se encuentran, qué tan grandes son, qué tan calientes son, hacia donde se mueven, etc. Esas son algunas de las preguntas que tenemos cuando observamos un puntito que, sinceramente, en la mayoría de los casos no nos ayuda mucho, para responderlas.

Por suerte, entre los muchos puntitos hay algunos que pulsan. A su manera, ¡nos hacen señas en alfabeto Morse! Toda la atención de los astrónomos de estrellas está focalizada en ellos. La gracia es que ese alfabeto lo conocemos, y entonces esas estrellas pueden contarnos muchísimo de su historia. En efecto, las estrellas que pulsan están en una etapa de su vida que conocemos muy bien, porque solamente bajo ciertas condiciones físicas de su interior, llegan a pulsar. Para ellas, y por el hecho que pulsan, podemos tener la respuesta a varias de las preguntas de arriba.

El problema es encontrar a las que pulsan, que no es tan fácil como podría parecer. Uno de los proyectos del instituto MAS estudia la región central de nuestra galaxia, denominada bulbo. Con el telescopio VISTA, en Cerro Paranal cerca de Antofagasta, medimos, con precisión de milésimas, la luminosidad de dos mil millones de estrellas de bulbo de nuestra galaxia, repitiendo la medición 100 veces a lo largo de varios años.

Si comparamos las 100 mediciones, es bastante fácil aislar las estrellas cuyo brillo cambió. Ya sabemos algo: ¡son dos millones! Lo malo es que existen distintas razones porque la luminosidad de una estrella puede cambiar en el tiempo, incluso de forma regular, y no todas tienen relación con lo que pasa en su interior.

Algunas, por ejemplo, varían porque son dos estrellas, orbitando una alrededor de la otra, que periódicamente se eclipsan. Ésas no nos dicen nada sobre su interior. El último paso, entonces es reconocer, entre todas las que cambian su brillo, aquellas que pulsan ¿y cómo las reconocemos? Por el patrón que siguen cuando aumentan y disminuyen su brillo.

Y aquí llegamos al problema complicado. ¿Quién mira el patrón de variación de brillo de dos millones de estrellas? Una respuesta posible es: ¡un alumno de astronomía! Y fue lo primero que pensé. Lamentablemente eso cae explícitamente bajo la definición de tortura en la declaración universal de los derechos humanos, y queda descartado.

La otra posibilidad es: un computador. Pero si bien cualquier computador es seguro y rapidísimo para calcular números, su habilidad para reconocer patrones es muy, muy inferior a la de un cerebro humano.

A todos se nos ha pedido reconocer un conjunto de letras, o buscar en cuales imágenes aparecen autos, para demonstrar que “no soy un robot” al acceder a alguna página web. Pillamos a los computadores por ese “problemilla” que tienen para reconocer patrones, cosa que cualquier humano hace sin pensarlo. Nuestro problema es que somos mucho más lentos, y nos aburrimos rápidamente. Pero si podemos trabajar muchos humanos, todos juntos somos rápidos y más certeros que un computador. De ahí uno de los grandes valores de la ciencia ciudadana.

Gracias al aporte de la gente en el proyecto Variable Star Zoo, ahora sabemos que dentro de las 60 mil estrellas variables que sometimos a análisis, ocho mil son estrellas muy viejas y que pulsan con un período de pocas horas. El computador había identificado menos de cuatro mil. Éstas nos permiten construir un mapa 3D de la región central de nuestra galaxia, como era esa parte de la Vía Láctea cuando recién se formó. Varias otras resultaron ser estrellas muy jóvenes, con períodos de varios días, que se encuentran en regiones donde el gas se ha convertido en estrellas en épocas muy recientes. Esas nos permiten aprender sobre el proceso de formación de las estrellas.

También hay algunas que son rarísimas, y que un computador no habría identificado nunca porque no sabíamos que existían, y por lo tanto no habríamos sabido explicarle cómo buscarlas. Hay una estrella que se fue poniendo más y más débil a lo largo de todo el tiempo de observación, hasta quedar 100 veces más débil de lo que era al principio. Aún no sabemos qué objeto será ese, pero ahora que sabemos que existe podemos estudiarlo mejor, y sin duda aprenderemos algo nuevo de él. ¡Tenemos mucho trabajo!

Como siempre, la experiencia de acercar la ciencia a la ciudadanía es enriquecedora para ambos lados. Nosotros, los investigadores del proyecto Variable Star Zoo, estamos muy agradecidos con esos más de 5000 voluntarios que trabajaron junto con nosotros. ¡GRACIAS! A propósito, quisimos agradecer personalmente a los voluntarios chilenos que realizaron un número muy alto de clasificaciones, y hace un año los invitamos al observatorio docente de la UC.

Fue una noche entretenida, en la que descubrimos, entre otras cosas, que nuestro proyecto sirvió para entretener y motivar a una joven en tratamiento de cáncer, que no podía salir de su casa. Esto mucho antes que todos tuviéramos que vivir el estar confinados en la casa. Ahora está recuperada: ¡un abrazo C.A., no nos olvidamos de ti!

*Subdirectora MAS