En febrero de 2016, los científicos del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) hicieron historia al anunciar la primera detección de ondas gravitacionales (GW). Estas ondas en el tejido mismo del Universo, que son causadas por fusiones de agujeros negros o colisiones de enanas blancas, fueron predichas por primera vez por la Teoría de la Relatividad General de Einstein hace aproximadamente un siglo.
Hace aproximadamente un año, las dos instalaciones de LIGO se desconectaron para que sus detectores pudieran someterse a una serie de actualizaciones de hardware. Con estas actualizaciones ahora completas, LIGO anunció recientemente que el observatorio volverá a estar en línea el 1 de abril. En ese momento, sus científicos esperan que su mayor sensibilidad permita realizar detecciones "casi diarias".
Hasta ahora, se han detectado un total de 11 eventos de ondas gravitacionales en el transcurso de aproximadamente tres años y medio. Diez de estos fueron el resultado de fusiones de agujeros negros, mientras que la señal restante fue causada por un par de estrellas de neutrones que chocaron (un evento kilonova). Al estudiar estos eventos y otros similares, los científicos se han embarcado efectivamente en una nueva era de astronomía.
Y con las actualizaciones de LIGO ahora completas, los científicos esperan duplicar el número de eventos que se han detectado en el próximo año. Dijo Gabriela González, profesora de física y astronomía en la Universidad Estatal de Louisiana que pasó años cazando GW:
“Galileo inventó el telescopio o usó el telescopio por primera vez para hacer astronomía hace 400 años. Y hoy todavía estamos construyendo mejores telescopios. Creo que esta década ha sido el comienzo de la astronomía de ondas gravitacionales. Así que esto seguirá progresando, con mejores detectores, con diferentes detectores, con más detectores ".
Ubicados en Hanfrod, Washington y Livingston, Luisiana, los dos detectores LIGO consisten en dos tubos de concreto que se unen en la base (formando una gigantesca forma de L) y se extienden perpendicularmente entre sí por aproximadamente 3.2 km (2 millas). Dentro de las tuberías, dos potentes rayos láser que rebotan en una serie de espejos se utilizan para medir la longitud de cada brazo con extrema precisión.
A medida que las ondas gravitacionales pasan a través de los detectores, distorsionan el espacio y hacen que la longitud cambie en la menor distancia (es decir, en el nivel subatómico). Según Joseph Giaime, jefe del Observatorio LIGO en Livingston, Louisiana, las actualizaciones recientes incluyen ópticas que aumentarán la potencia del láser y reducirán el "ruido" en sus mediciones.
Para el resto del año, la investigación sobre las ondas gravitacionales también se verá reforzada por el hecho de que un tercer detector (el interferómetro Virgo en Italia) también realizará observaciones. Durante la última ejecución de observación de LIGO, que duró de noviembre de 2016 a agosto de 2017, Virgo solo estuvo en funcionamiento y pudo ofrecer soporte hasta el final.
Además, se espera que el observatorio KAGRA de Japón entre en línea en un futuro cercano, lo que permitirá una red de detección aún más sólida. Al final, tener múltiples observatorios separados por grandes distancias en todo el mundo no solo permite un mayor grado de confirmación, sino que también ayuda a reducir las posibles ubicaciones de las fuentes de GW.
Para la próxima carrera de observación, los astrónomos de GW también tendrán el beneficio de un sistema de alerta pública, que se ha convertido en una característica habitual de la astronomía moderna. Básicamente, cuando LIGO detecta un evento GW, el equipo enviará una alerta para que los observatorios de todo el mundo puedan apuntar sus telescopios a la fuente, en caso de que el evento produzca fenómenos observables.
Este fue ciertamente el caso con el evento kilnova que tuvo lugar en 2017 (también conocido como GW170817). Después de que las dos estrellas de neutrones que produjeron los GW colisionaron, resultó un resplandor brillante que en realidad se hizo más brillante con el tiempo. La colisión también condujo al lanzamiento de chorros de material superrápidos y a la formación de un agujero negro.
Según Nergis Mavalvala, un investigador de ondas gravitacionales en el MIT, los fenómenos observables que están relacionados con los eventos GW han sido un tratamiento raro hasta ahora. Además, siempre existe la posibilidad de que se detecte algo completamente inesperado que dejará a los científicos desconcertados y asombrados:
"Solo hemos visto este puñado de agujeros negros de todos los posibles que hay por ahí. Hay muchas, muchas preguntas que aún no sabemos cómo responder ... Así es como sucede el descubrimiento. Enciendes un nuevo instrumento, lo señalas al cielo y ves algo que no sabías que existía ".
La investigación de ondas gravitacionales es simplemente una de varias revoluciones que tienen lugar en astronomía en estos días. Y al igual que los otros campos de investigación (como los estudios de exoplanetas y las observaciones del Universo temprano), se beneficiará de la introducción de instrumentos y métodos mejorados en los próximos años.
