La Colaboración Científica LIGO y la Colaboración Virgo han publicado un nuevo catálogo actualizado de detecciones de ondas gravitacionales, en un trabajo al que han contribuido investigadores de la Universitat de les Illes Balears (UIB).
Según ha informado la UIB este jueves en una nota de prensa, la publicación llega «después de un tercer periodo de observación muy exitoso y tras varios meses de exhaustivo análisis».
El grupo Gravity de la UIB ha contribuido al análisis de las 39 nuevas señales detectadas entre el 1 de abril y el 1 de octubre de 2019. Se trata de señales provenientes de colisiones de agujeros negros o estrellas de neutrones, y supone un incremento de más del triple de detecciones confirmadas.
«El nuevo conjunto incluye algunos de los sistemas más interesantes observados hasta la fecha, y permite nuevos estudios cualitativos y cuantitativos sobre poblaciones astrofísicas y física fundamental», han explicado desde la universidad balear.
La UIB ha detallado que un total de cuatro artículos científicos van a ser publicados simultáneamente, presentando el catálogo de nuevas fuentes, un estudio de las implicaciones astrofísicas, pruebas de la relatividad general y una búsqueda de ondas gravitacionales asociadas a brotes de rayos gamma, que no ha detectado señales adicionales.
El incremento en el número de detecciones ha sido posible gracias a mejoras en los instrumentos de observación, como un aumento de la potencia del láser, espejos mejorados y el uso de tecnología de compresión cuántica. Con todo ello, estas mejoras han permitido una mejora en torno al 60% en el rango con que las señales pueden detectarse. Además, los detectores pudieron operar sin interrupción más a menudo que anteriormente.
Agujeros negros
Desde la UIB han explicado que estos descubrimientos permiten mejorar la comprensión de las poblaciones de agujeros negros y estrellas de netrones en el universo.
«De ellos inferimos que la distribución de masas de agujeros negros no sigue una simple distribución potencial. Midiendo las desviaciones respecto de esta ley potencial seremos capaces de aprender sobre la formación de estos agujeros negros, ya sea como el resultado de muertes estelares como de previas colisiones», han indicado.
Poner a prueba la teoría de la gravedad de Einstein
Además, estas señales pueden utilizarse para poner a prueba la teoría de la gravedad de Einstein, «de más y mejores formas que en el pasado». Igualmente, con el nuevo catálogo, LIGO y Virgo también pudieron estudiar de manera directa las propiedades de los objetos remanentes que son producidos por la fusión.
«Midiendo las vibraciones de estos objetos, y descartando posibles ecos posteriores a la señal principal, LIGO y Virgo han confirmado que los remanentes se comportan tal como esperamos que lo hagan los agujeros negros en la teoría de Einstein», han anunciado.
Quedan resultados de cinco meses que aún están siendo analizados, y mientras tanto, se están llevando a cabo mejoras en los instrumentos de LIGO y Virgo para la preparación del cuarto periodo de observación, en el que se incorporará el detector 'KAGRA' en Japón.
Contribución de la UIB
El grupo de investigación 'Gravity' de la UIB ha contribuido de diversas formas a la obtención de estos resultados: la líder del grupo, Alicia Sintes, ha actuado como revisora de los resultados de la búsqueda de brotes de rayos gamma.
Además, el grupo ha contribuido al desarrollo de modelos teóricos que se utilizan para decodificar las propiedades de las fuentes astrofísicas, en un esfuerzo liderado por Sascha Husa, junto con una participación activa en la estimación de parámetros de varios de los nuevos eventos.
Los estudiantes de doctorado Pep Covas (ahora ya doctor) y Rodrigo Tenorio han trabajo en el detector de Hanford de manera presencial durante tres meses cada uno caracterizando el ruido del detector durante este periodo de observación, un trabajo esencial para distinguir las señales astrofísicas de artefactos terrestres debidos al ruido, y David Keitel ha coordinado los resúmenes de divulgación de las cuatro nuevas publicaciones.
Paralelamente, el grupo ha estado muy activo en 2020, publicando nuevos modelos, altamente eficientes, de colisiones binarias, en un total de seis publicaciones.
«Éste ha sido un año remarcable para nuestro grupo, con muchos altibajos, y hemos publicado el mayor número de artículos científicos de todos los años, sin tener en cuenta aquellos de la colaboración LIGO», ha declarado Sascha Husa (UIB), que ha expresado su agradecimiento por poder trabajar con el supercomputador Mare Nostrum, «uno de los ordenadores más rápidos en Europa».
Por su parte, Sintes ha explicado que «es muy difícil para un grupo en Mallorca poder contribuir a un esfuerzo científico de tanta escala, y a la vez colaborar y competir con instituciones como el Instituto Tecnológico de California, el MIT o la Sociedad Max Planck alemana». «Pero somos optimistas en que España reconozca la importancia del I+D+I y aumente su inversión hacia una economía basada en el conocimiento», ha apostillado.
En total cinco grupos en España están contribuyendo a la astronomía de ondas gravitacionales como miembros de las colaboraciones LIGO o Virgo: dos grupos en la UIB y el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), forman parte de la Colaboración Científica LIGO; mientras que la Universitat de València (UV), el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y el Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) de Barcelona son miembros de Virgo.