Vera Rubin, una vida entre galaxias (I)

Vera Rubin trabajando en el observatorio Kitt Peak en Arizona, Estados Unidos. Crédito NOAO.
Fecha de publicación
Autor/es
Sandra
Benítez Herrera
Categoría

Las mujeres sostienen la mitad del cielo

- Proverbio chino

 

En el año 1980, Vera Rubin publicaba, junto a sus colaboradores del Instituto Carnegie de Washington, un artículo fundamental para la historia de la Astrofísica. En él presentaba las curvas de rotación de un grupo de 21 galaxias espirales obtenidas a partir de datos espectroscópicos [1].

Se llama curva de rotación a la representación gráfica de la velocidad de rotación de una galaxia espiral en función de la distancia R a su núcleo. Si conocemos la variación de esta velocidad con R, podemos estimar cómo está distribuida la masa en la galaxia, ya que ambas magnitudes están relacionadas.

La gravitación newtoniana nos dice que cuanto más rápido giran las estrellas de una galaxia espiral, mayor debe ser la fuerza gravitatoria para mantenerlas en sus órbitas (y que no salgan despedidas al espacio), lo que implica a su vez una mayor masa. Según esta ley, las regiones más externas de estas galaxias, donde se observa menor emisión de luz estelar y, por tanto, menos materia, deberían rotar más lentamente que las regiones centrales.

Sin embargo, ninguna de las curvas en el artículo de Vera Rubin seguía ese patrón. Por el contrario, las curvas mostraban un crecimiento de la velocidad de rotación, que era rápido en la región central (hasta un valor de R~5 kilo-pársec) y gradual o constante a partir de dicha distancia hacia las regiones más alejadas. Es decir, las estrellas en los márgenes de las galaxias espirales no rotaban más despacio, sino más deprisa. Esto significaba que debía haber más materia en los extremos de las galaxias de la que se observaba.

Estos resultados fueron obtenidos por Rubin tras una exhaustiva campaña observacional llevada a cabo en colaboración con su colega Kent Ford, en el observatorio de Kitt Peak, Arizona. Gracias a un espectrógrafo de alta precisión diseñado y construido por Ford, Rubin consiguió elaborar uno de los catálogos de velocidades rotacionales más detallados del momento.

La discrepancia entre las observaciones y la teoría, llevó a Rubin y sus colegas a concluir que la masa de las galaxias espirales no se condensa en la región central y a proponer la existencia de un tipo de materia no-luminosa más allá de los límites visibles de las galaxias. La idea de la materia oscura ya se conocía como posibilidad teórica desde los años 30 (Fritz Zwicky había inferido su presencia analizando el cúmulo de galaxias Coma), pero el artículo de Rubin fue la primera evidencia sólida de su existencia.

De mayor quiero ser astrónoma

En una entrevista para el archivo de “Historias Orales” del Instituto Americano de Física[1], Vera Rubin recordaba que decidió estudiar la carrera de astronomía tras leer la historia de la descubridora de cometas del siglo XIX, María Mitchell, que fue profesora e investigadora del Vassar College durante 23 años. De esa forma la joven Vera supo que, al menos en una universidad en Estados Unidos, se permitía a las mujeres estudiar astronomía (uno de los poquísimos centros en aquella época, por cierto). Allí se matriculó y obtuvo su título a finales de los años 40. 

Posteriormente, mientras estudiaba el master en física en Cornell contó con el apoyo de Martha Stahr, la única mujer profesora de la universidad, quien la introdujo al fascinante mundo de las galaxias, su dinámica y sus movimientos. Sobre los movimientos peculiares de las galaxias realizó Vera Rubin su máster y, más tarde, su doctorado bajo la supervisión de George Gamow, el padre de la teoría del Big Bang. Con él se reunía en el vestíbulo de la universidad de Georgetown, por no estar permitido a las mujeres el acceso a las oficinas.

Durante sus estudios, Rubin tuvo la oportunidad de presentar su tesis de master en la reunión de la Sociedad Americana de Astronomía. Como se encontraba en un estado avanzado de embarazo, el jefe del departamento le informó de que él iría a la reunión y presentaría el trabajo. Rubin rechazó la proposición y afirmo tajante que ella misma acudiría al evento. Efectivamente, apenas unas semanas después de dar a luz, Vera Rubin condujo junto a su marido y su hijo recién nacido, en medio de una intensa nevada, y presentó sus conclusiones sobre el movimiento de las galaxias a distancias de 100 millones de años-luz.

Parte del trabajo de Vera Rubin se centró en el estudio de la galaxias espirales como Andrómeda. Crédito: Daniel López / IAC
Parte del trabajo de Vera Rubin se centró en el estudio de la galaxias espirales como Andrómeda. Crédito: Daniel López / IAC

Era éste un tema controvertido, ya que en la época se pensaba que las galaxias se movían simplemente alejándose de la nuestra por efecto de la expansión del Universo. Nadie le hizo preguntas a Vera aquella mañana después de realizar su contribución oral, no obstante, muchos colegas aludieron de forma vehemente a lo absurdo de sus resultados y la imposibilidad de que las galaxias tuvieran ese tipo de movimientos a escalas tan grandes. Vera declaró haberse sentido aquel día literalmente “aplastada contra el suelo”.

Rubin como modelo

Pasarían 20 años hasta que la comunidad astrofísica comenzara a interesarse por el tema de la distribución espacial de las galaxias y a estudiar sus movimientos peculiares en detalle, reconociendo que las ideas de Rubin habían sido pioneras.

En 1964, Vera Rubin se convertía en la primera mujer autorizada oficialmente para trabajar y llevar a cabo observaciones en el Observatorio Palomar (California). Es bien conocida la anécdota en la que tuvo que pegar un recorte con forma de falda a la figura de uno de los baños de hombres ya que no existían instalaciones para mujeres en el observatorio.

Los cuatro hijos de Vera Rubin llegaron a ser doctores en ciencias, incluida su hija Judith Young, que siguió los pasos de su madre y se convirtió en astrofísica. Poco después de terminar el doctorado, Judith viajó a Japón para presentar su trabajo sobre rayos cósmicos. Al volver, le reveló a su madre que había sido la única mujer presente en el congreso, algo que le impactó profundamente. No esperaba que su hija tuviese que enfrentar las mismas dificultades que ella había encontrado a lo largo de su carrera. 

El excepcional trabajo de Rubin revolucionó la astrofísica y abrió un campo de estudio completamente nuevo. Hoy en día, miles de investigadores/as trabajan en cuestiones que no existirían si no fuera por su legado, como la búsqueda experimental de la elusiva partícula de materia oscura, las simulaciones de superordenadores para inferir su distribución filamentosa a grandes escalas o las intensivas campañas observacionales para estudiar cómo se reparten las galaxias en el Universo.

Vera Rubin nos dejó en 2016 pero su inspiradora historia permanece. En palabras de la reputada astrofísica estadounidense Sandra Faber: fue una luz guía para posteriores generaciones de astrónomas.

 

Este artículo, redactado por Sandra Benítez Herrera, fue publicado originalmente en la Revista Astronomía en marzo de 2019 (https://www.globalastronomia.com/la-mitad-del-cielo-mujeres-en-la-astronomia/).

 

Referencias

[1] Rubin, V.; Ford, K. W. & Thonnard N. “Rotational properties of 21 Sc galaxies with large range of luminosities and radii, from NGC 4605 (R = 4 kpc) to UGC 2885 (R = 11 kpc)”. The Astrophysical Journal, vol. 238, p. 471, 1980.

[1] Oral History Interviews, American Institute of Physic: https://www.aip.org/history-programs/niels-bohr-library/oral-histories/33963#ftn.15