El zumbido de fondo de las ondas gravitacionales escuchado por primera vez – Liberación

El año 2016 comenzó con uno de los mayores descubrimientos astronómicos del siglo XXI: efectivamente, como había predicho Einstein cien años antes, “ondas gravitacionales” propagándose en el universo. Ondas en el espacio-tiempo moviéndose a la velocidad de la luz, como ondas en la superficie de una masa de agua. Desde el primer anuncio contundente de este descubrimiento, ya hemos detectado el paso de una quincena de estas ondas gravitacionales. La mayoría de las veces se crean por la colisión de dos agujeros negros y, a veces, por la colisión de estrellas de neutrones. Estrellas muy masivas y densas, capaces de liberar una enorme onda de choque cuando chocan…

Siete años después, la revolución de las ondas gravitacionales en astronomía inicia su segundo capítulo con un nuevo gran descubrimiento: además de las pocas ondas que hemos detectado individualmente, y que corresponden a colisiones puntuales, ya hemos “escuchado” con radiotelescopios que un fondo permanente de ondas débiles fuerzas gravitatorias bañan el universo. Un fondo borroso de perturbaciones que perturban el espacio-tiempo de los agujeros negros supermasivos que giran en círculos entre sí.

Varios artículos científicos han aparecido en Las cartas de la revista astrofísica para describir el descubrimiento y sus circunstancias. “Durante quince años, el Observatorio de Ondas Gravitacionales de América del Norte (Nanograv) ha utilizado radiotelescopios para actuar como un detector de ondas gravitacionales en toda la galaxia”. explicar los 190 astrónomos de Nanograv en tu sitio web.

Inicialmente, este no era el principal objeto de estudio de los tres radiotelescopios movilizados: el observatorio Green Bank y el Very Large Array, en Estados Unidos, además del antiguo telescopio de Arecibo, en Puerto Rico. Esas grandes antenas parabólicas escuchan sobre todo a los púlsares, esos cuerpos estelares muy densos que giran por sí mismos varios cientos de veces por segundo, emitiendo ondas de radio como faros sobreexcitados. Por lo general, estas ondas son extremadamente regulares. Se pueden utilizar como metrónomos espaciales, relojes perfectamente afinados con una precisión del orden de un nanosegundo. Sí, pero… Hay que confiar en las ondas gravitatorias, que deforman temporalmente el espacio-tiempo: se estira y luego vuelve a su lugar. Cuando pase una onda gravitatoria, la distancia que nos separa de un púlsar se modificará brevemente y su ritmo oído desde la Tierra oscilará. Una vez que se estableció este principio teórico, los astrónomos de Nanograv pudieron observar estas irregularidades en 68 púlsares y correlacionarlas entre sí. Como si estuvieran monitoreando una red de 68 boyas en el mar para reconstruir el paso de las olas…

“El efecto de las ondas gravitacionales en los púlsares es extremadamente débil y difícil de detectar, pero confiamos en nuestros resultados, que se han ido acumulando con el tiempo acumulando más y más datos”. explica Katerina Chatziioannou, profesor de física en la American Caltech University y miembro del observatorio Nanograv.

Los astrofísicos creen que las ondas gravitacionales de alta frecuencia, como las detectadas individualmente en los últimos años con los interferómetros Ligo y Virgo (en los Estados Unidos e Italia), son creadas por agujeros negros que giran muy rápidamente. chocan Las ondas que escucha el observatorio Nanograv, en cambio, tienen una frecuencia mucho más baja y corresponderían a la danza más lenta de parejas de agujeros negros supermasivos en el corazón de las galaxias. Cada una de estas estrellas monstruosas es miles de millones de veces más masiva que nuestro Sol, y se orbitan entre sí durante millones de años antes de fusionarse. Estas ondas gravitacionales existen “más un susurro de fondo en el universo, a diferencia de los gritos que percibe Ligo”, compara Katerina Chatziioannou.

Ahora debemos enriquecer estos datos con observaciones de otros telescopios, como el radiotelescopio Chime en Canadá, que se unió al proyecto Nanograv en 2019, y continuar limpiando las grabaciones para eliminar las perturbaciones (movimiento adecuado de púlsares, electrones libres en el universo …) y tener una señal más clara. Eventualmente, los astrofísicos esperan comprender mejor cómo ocurren estas fusiones de agujeros negros supermasivos, si son frecuentes en el universo y qué los empuja entre sí.