ASTRONOMÍA. Más evidencia del fondo de ondas gravitacionales del universo

Más evidencia del fondo de ondas gravitacionales del universo

 

20 mayo 2024.- El fondo de ondas gravitacionales se detectó por primera vez en 2016. Se anunció tras la publicación del primer conjunto de datos del European Pulsar Timing Array. 

Se acaba de publicar un segundo conjunto de datos y, junto con el Indian Pulsar Timing Array, ambos estudios confirman la existencia del fondo. La última teoría parece sugerir que estamos viendo la señal combinada de fusiones de agujeros negros supermasivos. 

Las ondas gravitacionales son ondas en el espacio-tiempo causadas por procesos violentos en el Universo. Fueron predichos por Einstein en 1916 como parte de su Teoría General de la Relatividad. Se cree que las ondas son generadas por masas en aceleración, como la fusión de agujeros negros, la colisión de estrellas de neutrones y similares. Se espera que puedan viajar a través del espacio, en gran medida sin obstáculos en su camino. 

Su existencia fue detectada por primera vez en septiembre de 2015 por el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO). Se cree que provienen de una fusión gravitacional entre dos agujeros negros a 1.300 millones de años luz de distancia. 

El Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser está formado por dos detectores, éste en Livingston, Luisiana, y otro cerca de Hanford, Washington. Los detectores utilizan brazos gigantes en forma de "L" para medir pequeñas ondas en el tejido de el universo. Crédito: Caltech/MIT/LIGO Lab

El fondo de ondas gravitacionales es una distribución aleatoria de ondas de gravedad que impregnan el Universo y es esto lo que se detectó en el European Pulsar Timing Array. Se cree que el fondo se produce a partir de múltiples ondas de gravedad superpuestas generadas a partir de binarios de agujeros negros supermasivos, por ejemplo. 

La observación del fondo de las ondas de gravedad puede brindarnos una gran oportunidad para estudiar el Universo en general, de manera muy similar a la radiación de fondo cósmica. El logro no habría sido posible si no fuera por el Pulsar Timing Array europeo, el PTA indio, el Observatorio norteamericano de nanohercios y el PTA Parkes. 

La imagen de cielo completo de las fluctuaciones de temperatura (mostradas como diferencias de color) en el fondo cósmico de microondas, obtenida a partir de nueve años de observaciones WMAP. Estas son las semillas de las galaxias, de una época en la que el universo tenía menos de 400.000 años. Fuente: NASA/WMAP

Una matriz de sincronización de púlsares (PTA) consiste en una red de púlsares galácticos que se monitorean y analizan para detectar patrones en los tiempos de llegada de sus pulsos a la Tierra. Básicamente, los PTA funcionan como detectores del tamaño de galaxias. 

Si bien los conjuntos de sincronización de púlsares tienen diversas aplicaciones, son más conocidos cuando emplean un conjunto de púlsares de milisegundos para detectar y analizar el fondo de ondas gravitacionales de longitud de onda larga.

El artículo, escrito por un equipo dirigido por J. Antoniadis del Instituto de Astrofísica de Grecia, explora las implicaciones de la señal común de baja frecuencia observada en los últimos datos publicados por los sistemas de matriz de sincronización de púlsares. Al reunir datos de cuatro conjuntos de datos diferentes, el equipo busca una señal que incluya únicamente datos de alta calidad. 

La conclusión fue inequívoca, aún más evidencia de un fondo de ondas de gravedad. Con el tiempo, y con más proyectos de Pulsar Timing Array, el fondo de ondas de gravedad de baja frecuencia se volverá cada vez más distintivo. La misión ahora es interpretar los detalles de todas estas señales para maximizar la oportunidad de explorar el Universo de esta nueva forma.

Fuente: The second data release from the European Pulsar Timing Array: IV. Implications for massive black holes, dark matter and the early Universe

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