Els científics detecten una altra ronda d'ones gravitatòries

El món es va quedar atordit quan els científics de l’Observatori d’Ofers Gravitacional Interferòmetre Làser (LIGO) van anunciar al febrer que finalment havien detectat ones gravitacionals, resolent una investigació centenària que va començar amb Albert Einstein.

Bé, agafeu-vos les cames: les superestrelles de LIGO ho han tornat a fer. Uns mesos després de fer les mesures de les primeres senyals d’ona gravitacional, els instruments de LIGO van aconseguir detectar les ones gravitacionals per segona vegada, una vegada més un resultat d’un parell de forats negres entre ells: el passat Nadal. Els resultats es publiquen en el darrer número de Lletres de revisió física.

En una conferència de premsa celebrada avui per la Societat Astronòmica Americana a San Diego, Gabriela González, la portaveu de la col·laboració científica LIGO (LSC), va elogiar amb il·lusió la capacitat de captació de detectors de LIGO, que encara no funcionen. senyals febles. "Tot i ser tan petits, aquests instruments LIGO a la Terra van detectar molt clarament aquestes ones gravitacionals", va dir. "Amb això, podem dir-vos-ho ara, l’era de l’onada de l’astronomia gravitacional acaba de començar."

Altres científics de LIGO es van fer ressò del plaer de Gonzàlez –i sorpresa– en haver detectat un altre parell de forats negres binaris en un any.

"Mai no hauria endevinat que estaríem tan afortunats de tenir, no només un, sinó dues deteccions binàries negres definitives en els primers mesos d’observacions", va dir Chad Hanna, astrofísica de la Universitat de Penn State, adscrita a LIGO, en un comunicat de premsa sobre PSU.

Les ones gravitacionals sovint s'anomenen ones en l'espai-temps causades per la presència de massa. No necessàriament fer-ho qualsevol cosa, però són un indicador important que la gravetat, bé, existeix. Les ones gravitacionals tenen essencialment informació sobre la naturalesa de la gravetat, per què i com les masses més grans imposen efectes gravitacionals a masses més petites, i molt més.

El senyal de desembre va ser el resultat d’un parell de forats negres catorze i vuit vegades la massa del sol, respectivament, que xoquen en un altre per formar un sol forat negre massiu aproximadament 21 vegades la massa del sol tot el que passa 1.400 milions fa anys. És un esdeveniment significativament més petit que la primera fusió dels forats negres observada al setembre, que inclou un parell de forats negres de 29 i 36 vegades més massiva que el sol, respectivament, i que expulsa més energia que totes les estrelles de l'univers, però això no és un negatiu.

De fet, observar les ones gravitacionals produïdes per un esdeveniment celest més feble és un desenvolupament força esperançador. Si els científics esperen estudiar més a fons les ones gravitacionals, voldran fer tantes mesures com sigui possible, a partir de tot tipus de fenòmens còsmics. Perquè els instruments de LIGO recullin alguna cosa menys massiva és un fort pas endavant.

És molt significatiu que aquests forats negres fossin molt menys massius que els observats en la primera detecció, va dir González en un comunicat de premsa publicat pel MIT. "A causa de les seves masses més lleugeres en comparació amb la primera detecció, van passar més temps, aproximadament un segon, a la banda sensible dels detectors. És un començament prometedor de cartografiar les poblacions de forats negres del nostre univers."

A la conferència AAS, David Reitze, director executiu del projecte LIGO, va confirmar els plans per augmentar la sensibilitat dels detectors entre un 15 i un 25 per cent abans de la propera tardor. "El futur estarà ple de fusions de forats negres per a LIGO", va dir. "Anem a veure molt més d’aquests." També va donar a entendre la cerca de LIGO per a esdeveniments diferents de les fusions de forats negres; la col·lisió d’estels de neutrons binaris, va dir, també es podria detectar aviat.

Els resultats també suggereixen que les fusions dels forats negres són molt més comunes del que els científics creien inicialment.

Les ones gravitacionals són ultra difícil de mesurar per la seva feblesa. Els científics mesuren les ones gravitacionals a través d’un instrument conegut com a interferòmetre, que produeix essencialment un làser especialitzat a distàncies molt grans que és prou sensible per detectar la presència d’aquests senyals que es mouen a través d’aquest.

LIGO utilitza dos interferòmetres diferents (un a Livingston, Louisiana i un a Hanford, Washington) com a manera de mesurar les ones i verificar que el senyal és una ona gravitacional i no només una aberració causada pel moviment geològic local o altres factors.

Tot i que LIGO ha estat operatiu des de 2002, el motiu pel qual estem començant a trobar ones gravitacionals és gràcies a una gran actualització que es van experimentar els dos interferòmetres (més l’interferòmetre de Virgo amb base a Itàlia) l’any passat. De fet, els primers senyals es van trobar només uns dies després que es completessin les actualitzacions. No cal dir que aquestes renovacions sempre superen les expectatives.

Descrivint els projectes futurs de LIGO, Reitze va discutir els plans per construir un altre detector a l'Índia. "Amb sort, tindrem cinc detectors que entraran a la pròxima dècada", va dir, referint-se també als detectors de Hanford i Livingston, Itàlia, Virgo i KAGRA, que actualment està en construcció al Japó; S'espera que tenir més detectors permetrà als investigadors no només escombrar una franja més gran del cel per a esdeveniments d'ones gravitatòries, sinó també millor localitzar ells, en un procés similar a la triangulació.

Els nous resultats no són simplement un conjunt de dades addicionals al catàleg de dades d’onades gravitatòries que ja està creixent. Els científics esperen aprofitar els números com a part d’un esforç per formar prediccions sobre quins tipus d’esdeveniments produiran ones gravitacionals mesurables, on s’han produït aquests esdeveniments i quan es pot esperar que aquestes ones gravitacionals arribin a la Terra.

"Sens dubte, veurem molts més forats negres, esperem que siguin neutrons binaris i, si tenim sort, una supernova", va dir Reitze a la conferència AAS. “L'astronomia de les ones gravitacionals és real. Eren aquí."