Ondas gravitatorias, los sonidos del Universo

En 1918 Albert Einstein predijo su existencia, hoy, casi un siglo después, se construyen detectores en Australia, Estados Unidos, Europa y Japón para detectar su presencia. Las ondas gravitatorias, pequeñas ondulaciones en el entramado espacio-tiempo, son consideradas por muchos los sonidos del Universo. Así como el sonido complementa la visión en nuestra vida diaria, las ondas gravitatorias complementan la visión del Universo que nos proporcionan los telescopios.

Modelo de la emisión de ondas gravitatorias porducidas por la colisión de dos agujeros negros. Imagen: MPI for Gravitational Physics/W.Benger-ZIB

Cualquier movimiento produce ondas gravitatorias, pero una señal lo suficientemente fuerte para que pueda ser detectada requiere el movimiento de grandes masas a velocidades extremas. El principal candidato es la fusión de dos estrellas de neutrones: dos cuerpos, cada uno con una masa comparable a la masa de nuestro sol, girando en espiral una alrededor de la otra fusionándose finalmente a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

Estos sucesos son raros, y se producen una vez cada cientos de miles de años dentro de una galaxia. Por lo tanto, para detectar una señal en el periodo de nuestra vida, los detectores deben ser lo suficientemente sensibles como para detectar señales a una distancia de mil millones de años luz de la Tierra. Esto plantea un reto tecnológico enorme. A tales distancias, la señal de las ondas gravitatorias sonaría como un leve golpe en la puerta cuando el televisor está funcionando y suena el teléfono al mismo tiempo.

Son muchas las fuentes de ruido que interfieren, desde el ruido producido por un movimiento sísmico hasta una ola del mar. ¿Cómo podemos saber que hemos detectado una onda gravitatoria procedente del espacio en lugar de caída de un árbol o el ruido de un camión?

Los astrónomos llevan años buscando una señal electromagnética luminosa que vaya acompañada o seguida de ondas gravitatorias. Esta señal nos permitiría "mirar a través de la mirilla" después de oír el leve golpe en la puerta, y comprobar que efectivamente "alguien" está ahí. En un artículo publicado recientemente en la revista Nature, el Profesor Tsvi Piran, Schwarzmann de la Universidad Hebrea de Jerusalén, y el Dr. Ehud Nakar de la Universidad de Tel Aviv, describen haber encontrado eso precisamente.

Se han dado cuenta de que, durante la fusión de dos estrellas de neutrones, el material interestelar circundante sería eyectado a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. El calor generado durante este proceso se irradia en forma de ondas de radio. Las fuertes emisiones de radiofrecuencia resultantes, durarían unos pocos meses y serían detectables con los radiotelescopios actuales a mil millones de años luz de distancia.

Lógicamente, la búsqueda tras una señal de radio se llevaría a cabo después de una detección. Sin embargo, incluso antes de que estén operativos los detectores de ondas gravitatorias, cosa que se espera suceda en 2015, los radioastrónomos ya están dedicados a la búsqueda de estas fuertes emisiones de radiofrecuencia.

Nakar y Piran señalan en su artículo que una señal de radio transitoria no identificad observada en 1987 por Bower et al., tiene todas las características de un brote de radio y de hecho puede haber sido la primera detección de una fusión de estrellas binarias de neutrones.

Quizás también le interese:

A la caza de ondas gravitatorias