Un equipo de investigadores cree haber captado el llamado «fondo de ondas gravitacionales»



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¿Hemos escuchado por primera vez el «zumbido de fondo» del Universo?

Por lo que sabemos, el Universo está repleto de ondas gravitacionales. Cada explosión de supernova, cada fusión de estrellas de neutrones o de agujeros negros, incluso el mismísimo Big Bang, deberían haber enviado un gran número de ondas a través del espaciotiempo. Ondas que, en sus múltiples trayectorias, se entremezclan, se cruzan y se superponen.

Con el paso de los eones, muchas de esas ondas se han debilitado y resultan difíciles de localizar, pero los científicos creen que todas juntas forman una especie de "zumbido" general que impregna el Universo entero. Es lo que se conoce como "fondo de ondas gravitacionales" y eso es, precisamente, lo que un equipo de investigadores cree haber captado por primera vez.

"Resulta increíblemente emocionante ver cómo surge una señal tan fuerte de los datos", asegura el astrofísico Joseph Simon, de la Universidad de Colorado en Boulder, miembro de la colaboración NANOGrav y coautor de un artículo que se publicará próximamente en The Astrophysical Journal Letters y que puede consultarse en el servidor arXiv.

"Sin embargo -prosigue el científico- y dado que la señal de ondas gravitacionales que estamos buscando abarca la duración completa de nuestras observaciones, necesitamos comprender cuidadosamente lo que hemos captado. Lo cual nos deja en un lugar muy interesante, desde el que podemos descartar con seguridad algunas fuentes de ruido conocidas, pero desde donde no podemos aún decir si la señal es realmente de ondas gravitacionales. Para eso, necesitamos más datos".

Desde su publicación, hace cerca de tres meses, el artículo ha suscitado el interés de la comunidad científica, y son ya más de 80 los trabajos que lo citan. Numerosos equipos internacionales han tratado desde entonces de confirmar, o de refutar, los datos de Simon y sus colegas. Pero si al final resulta que la señal es realmente lo que parece, se abriría una puerta totalmente nueva de la astronomía de ondas gravitacionales. Una que podría revelarnos la existencia de fenómenos astrofísicos totalmente desconocidos hasta ahora.

La respuesta está en los púlsares

La esperanzadora señal procede de las observaciones de una clase de cadáveres estelares llamadas púlsares. Se trata de estrellas de neutrones, los densos núcleos que quedan de estrellas que han explotado como supernovas, que giran rápidamente sobre sí mismas y que, al hacerlo, emiten "pulsos" de ondas de radio de un modo parecido a como un faro giratorio emite destellos luminosos. Si el púlsar tiene la orientación correcta, emitirá sus pulsos en nuestra dirección, de forma que será posible captarlos con nuestros telescopios.

Los destellos, uno por cada giro, se suceden a intervalos extraordinariamente precisos, tanto que los púlsares se utilizan para calibrar nuestros mejores y más precisos relojes atómicos. Otras utilidades pasan por sus aplicaciones en la navegación, en el estudio del medio interestelar o en las mediciones ultra precisas de la gravedad. Y, desde el descubrimiento de las ondas gravitacionales, los astrónomos los han estado utilizando también para localizarlas. Lo cual es posible porque las ondas gravitacionales deforman el espaciotiempo a medida que avanzan, como las ondas de agua deforman la superficie de un lago tras lanzar una piedra lo que, en teoría, debería cambiar ligeramente la sincronización de los "destellos" de radio emitidos por el púlsar.

Por supuesto, detectar irregularidades en el ritmo de emisiones de un único púlsar no significaría gran cosa. Pero si un montón de púlsares mostraran el mismo patrón de distorsión, eso podría ser una clara evidencia del fondo de ondas gravitacionales. Los investigadores conocen ese patrón como "matriz de sincronización de púlsares". Y eso es, precisamente, lo que los astrónomos de NANOGrav llevan años buscando al observar minuto a minuto 45 de los púlsares más estables de la Vía Láctea, nuestra galaxia.

Hasta el momento, la ansiada señal que confirmaría el fondo de ondas gravitacionales no ha aparecido aún, pero sí un "ruido común", que varía de púlsar a púlsar pero que tiene, en todos los casos, características similares. En total, y tras 13 años de observaciones, los investigadores han observado variaciones de unos pocos de cientos de nanosegundos. Se necesitan, pues, más investigación y más datos para estar completamente seguros de que la señal detectada es justo lo que se buscaba. Los científicos creen que todo podría aclararse dentro de un par de años.

Si se consigue, más adelante sería posible incluso aislar de ese ruido de fondo las ondas gravitacionales procedentes del Big Bang, lo que nos daría una herramienta poderosa para estudiar el Universo justo después de su creación.

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