Científicos ‘escuchan’ la sinfonía de ondas gravitacionales del universo

Las ondas gravitacionales son repliegues del espacio-tiempo que se propagan a la velocidad de la luz. Un tipo de radiación diferente a la electromagnética o a las ondas del sonido, porque es todo en el espacio lo que se distorsiona por la influencia de estas ondas que atraviesan la galaxia.

Por décadas los científicos han teorizado que estas ondas viajan en diferentes frecuencias y el primer hallazgo de ellas por la colaboración LIGO (el Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferómetro Láser), en 2015, mostró su existencia en altas frecuencias provenientes de fuentes muy puntuales, según detalla el astrofísico colombiano Alexander Bonilla.

Hoy por primera vez los científicos del Observatorio Norteamericano de Ondas Gravitacionales en Nanohertzs (NANOGrav, en inglés), del Physics Frontiers Center, le dieron a conocer al mundo la evidencia de que estas ondas existen también en bajas frecuencias.

Bonilla fue uno de los expertos que participó en esta colaboración internacional que usó radiotelescopios subsidiados por la Fundación Nacional de Ciencias para convertir un conjunto de púlsares de milisegundos en un detector de ondas gravitacionales a escala galáctica.

“La importancia de este hallazgo radica en que a partir de ellos se pueden hacer estudios de evolución galáctica, de evolución de agujeros negros super masivos -con masas de millones de veces la del Sol-. Van a ser muy importantes para hacer pruebas astrofísicas del universo”, señaló Bonilla.

Para realizar el estudio, el equipo de NANOGrav realizó un análisis de estrellas incandescentes conocidas como púlsares de milisegundos. De acuerdo con los expertos, estos son remanentes de estrellas masivas que han agotado su combustible; a medida que giran cientos de veces por segundo, sus haces de luz en radio son vistos en forma de pulsos altamente regulares, de manera parecida a un faro.

Como las ondas gravitacionales estiran y comprimen el espacio-tiempo de una manera particular, producen cambios en los intervalos entre los pulsos que están correlacionados entres todos los púlsares observados. Estos cambios correlacionados son la señal específica que NANOGrav ha estado trabajando en detectar.

Usando radiotelescopios, los científicos encontraron evidencia de la existencia de ondas gravitacionales que oscilan con períodos de años a décadas, resultados que publican hoy en un conjunto de papers publicados en The Astrophysical Journal Letters.

La señal de estas ondas gravitacionales fue detectada usando 15 años de observaciones tomadas por la colaboración de más de 190 científicos de Estados Unidos y Canadá.

“Esta es la primera evidencia de ondas gravitaciones a bajas frecuencias”, dice el Dr. Stephen Taylor, de la Universidad de Vanderbilt, quien co-dirigió la búsqueda y es el actual director de la colaboración. “Luego de años de trabajo, NANOGrav está abriendo camino en una parte del universo de ondas gravitacionales”.

Las ondas gravitacionales fueron predichas por primera vez por Albert Einstein en 1916. No se confirmarían hasta 2015, cuando LIGO detectó ondulaciones del espacio-tiempo que atravesaban la Tierra.

Aunque la fuente de esas ondulaciones gravitacionales era una colisión de dos agujeros negros lejanos, la distorsión espacial resultante que detectó LIGO era más pequeña que el núcleo de un átomo.

En comparación, el desplazamiento temporal aparente de los púlsares medido por el equipo de NANOGrav es de unos cientos de miles de millones de segundo y representa una flexión del espacio-tiempo entre la Tierra y los púlsares de la longitud de un campo de fútbol.