Científicos logran observar ondas gravitacionales por primera vez

Hasta ahora, todas las detecciones confirmadas de ondas gravitacionales habían sido producto del choque de agujeros negros, que no dejan rastro visible.

Después de casi un siglo de que Albert Einstein propusiera la teoría de la relatividad general, este 16 de octubre científicos lograron detectar la quinta onda gravitacional de la historia, la cual fue producida por el choque de dos estrellas de neutrones, las más pequeñas y densas en el universo.

A diferencia de los hoyos negros que colisionan sin dejar ningún rastro visible, cuando las estrellas de neutrones se impactan expulsan restos metálicos y radiactivos que pueden ser observados por telescopios, si se sabe cuándo y dónde mirar. Teniendo conocimiento de esto, equipos de investigadores de diversas partes del mundo usaron cerca de 100 instrumentos en aproximadamente 70 observatorios alrededor del mundo para rastrear y observar el cataclismo en múltiples longitudes de onda de luz, permitiendo a los astrónomos examinar por primera vez la fuente de estas ondas cósmicas.

?Lo que pudimos ver, es un fenómeno completamente nuevo que nunca había sido visto por la humanidad; es un suceso impresionante que quizá no volvamos a ver en nuestras vidas?, expresó Andy Howell, de la Universidad de California, en Santa Bárbara en entrevista para National Geographic.

El hallazgo del siglo en números

La quinta onda gravitacional es producto de la fusión de dos estrellas neutrones que posiblemente murieron hace aproximadamente 10,000 millones de años y es la primera en haber sido observada por los científicos. También es la que ha ocurrido más próxima a la Tierra, a 130 millones de años luz de nuestro planeta, muy cerca de NGC 4993, una galaxia de forma lenticular ubicada en la constelación Hidra y de acuerdo a los cálculos realizados por los investigadores se trata también de la explosión de rayos gamma más cercana jamás detectada hasta la fecha.

Este es uno de los acontecimientos científicos más emocionantes, cerca de 3,500 científicos, físicos, astrónomos e investigadores estuvieron involucrados en la detección de las ondas gravitacionales, y los resultados de este proyecto masivo fueron publicados en 40 artículos científicos en diversas publicaciones como Science, Physical Review Letters y Nature.

La historia de un fenómeno único en el universo

La primera evidencia de la existencia de las ondas gravitacionales surgió en 1974, pero durante décadas resultaron difíciles de detectar, pues la magnitud en la que distorsionan el espacio-tiempo en la Tierra es minúscula, una fracción del ancho de un núcleo atómico.

Para intentar detectar estos ínfimos cambios en el cosmos, los investigadores crearon el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO, por sus siglas en inglés), Los detectores del observatorio usan rayos láser para medir cambios diminutos en la distancia entre pares de espejos creados cuando las ondas gravitacionales inundan la Tierra; un tercer detector, dirigido ubicado en el Observatorio Gravitacional Europeo, conocido como Virgo, ahora hace lo mismo.

En 2016, los científicos en LIGO dieron un gran anuncio: los instrumentos del observatorio detectaron ondas gravitacionales y desde entonces han confirmado tres eventos donde pudieron ser detectadas, todas producidas por la fusión de agujeros negros. Este suceso hizo acreedores del Premio Nobel de Física 2017 a los líderes del equipo de investigación Rainer Weiss, Barry Barish y Kip Thorne.

Pero el 17 de agosto de 2017, los detectores de LIGO registraron algo sorprendente: ondas gravitacionales cuyo origen no eran agujeros negros, sino el choque de dos estrellas muertas. Exactamente dos segundos después de que fueran detectadas por los instrumentos de LIGO, el telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi de NASA capturó un destello de rayos gamma provenientes de la misma región que donde los detectó LIGO; con una duración de poco menos de dos segundos, el fulgor parecía una pequeña ráfaga de rayos gamma, el tipo de explosión cósmica que se cree se produce al colisionar las estrellas de neutrones.

Seguros de tener algo grande ante sus ojos, el equipo LIGO-Virgo compartió la información con la comunidad astronómica, diciéndole a los investigadores que si actuaban rápido, podrían examinar los restos de la aniquilación mutua de las estrellas y, por primera vez, observar las secuelas del surgimiento de las ondas gravitacionales.

¿Qué nos dice esta onda gravitacional?

Investigadores alrededor del mundo se movilizaron con rapidez después del aviso del equipo LIGO-Virgo y gracias a esto pudieron estudiar la explosión en todo el espectro electromagnético, desde ondas de radio a rayos gamma.

Este suceso llevó a los científicos a discutir el origen de los metales pesados de la tabla periódica y que seguramente usas en joyas o relojes: metales preciosos como el oro y el platino y algunos otros más valiosos para la ciencia como el neodimio, elemento usado para construir los detectores de ondas gravitacionales de LIGO.

Durante mucho tiempo, los investigadores pensaban que estos metales se habían formado en el centro de grandes estrellas que morían y explotaban, pero trabajos recientes sugieren que estas explosiones, llamadas supernovas, no expulsaron suficientes minerales al universo como para explicar la abundancia de estos metales preciosos.

La formación de estos metales preciosos requiere un exceso de neutrones, una de las partículas que componen los núcleos atómicos; y como es ya sabido, estos son liberados en enormes cantidades cuando las estrellas de neutrones son destrozadas. Al estudiar la reciente explosión de dos estrellas de neutrones en luz infrarroja, los investigadores determinaron que los restos contenían miles y miles de metales preciosos, más que suficientes para sembrar el cosmos con las cantidades observadas.

Sin embargo, algunas partes de este acontecimiento aún son un misterio para los científicos, por ejemplo, no se sabe con exactitud qué quedó atrás después de que las dos estrellas de neutrones se impactaron. Todo lo que sabemos es que la colisión fue aproximadamente 2.6 veces más grande que el Sol.

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