Los astrónomos llevan un cuarto de siglo siguiéndolo: el ruido de fondo que emite el torbellino de gigantescos agujeros negros ha sido identificado gracias a una técnica inédita de detección de ondas gravitacionales, que abre “una nueva ventana al Universo”.
Estos resultados, dados a conocer el jueves, son el resultado de una amplia colaboración de los radiotelescopios más grandes del mundo. Lograron captar esta vibración del Universo con “la precisión de un reloj”, entusiasman los autores del trabajo publicado simultáneamente en varias revistas científicas.
Predichas por Einstein en 1916 y detectadas cien años después, las ondas gravitacionales son distorsiones diminutas del espacio-tiempo, similares a las ondas en el agua en la superficie de un estanque. Estas oscilaciones, que se propagan a la velocidad de la luz, nacen bajo el efecto de violentos eventos cósmicos como la colisión de dos agujeros negros. Pueden estar vinculados a fenómenos masivos, pero su señal es extremadamente tenue. En 2015, los detectores de ondas gravitacionales Ligo (EE. UU.) y Virgo (Europa) revolucionaron la astrofísica al detectar el temblor ultracorto -menos de un segundo- de colisiones entre agujeros negros estelares, de una masa diez veces mayor que la del Sol.
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Esta vez, una señal mucho más dilatada en el tiempo delata un fenómeno de mayor escala, captado por una red de radiotelescopios (de Europa, América del Norte, India, Australia y China) del Consorcio Internacional Pulsar Timing Array (IPTA).
Hablamos aquí de ondas gravitacionales generadas por agujeros negros de «varios millones a varios miles de millones de veces la masa del Sol», dijo a la AFP Gilles Theureau, astrónomo del Observatorio París-PSL, que coordinó el trabajo del lado francés.
Para detectar estas ondas, los científicos utilizaron una herramienta novedosa: los púlsares de la Vía Láctea. Estas estrellas tienen la particularidad de tener una masa de uno a dos soles, comprimidas en una esfera de unos diez kilómetros de diámetro.
Ultracompactas, estas estrellas giran sobre sí mismas a gran velocidad, -hasta 700 revoluciones por segundo-, precisa el investigador del CNRS. Una loca rotación que produce radiación magnética en los polos, como los rayos de un faro, detectable gracias a las ondas de radio emitidas a bajas frecuencias.
En cada giro, los púlsares emiten «pitidos» ultraregulares, lo que los convierte en «relojes naturales notables», explica Lucas Guillemot, del laboratorio de física y química del medio ambiente y el espacio (LPC2E) de Orleans. Los científicos han enumerado grupos de púlsares para obtener una «malla celeste» en los meandros del espacio-tiempo. Y pudieron medir una pequeña interrupción en su tictac, con «cambios de menos de una millonésima de segundo durante más de 20 años», según Antoine Petiteau, de la Comisión de Energía Atómica (CEA).
Estos retrasos estaban correlacionados, una marca de una «perturbación común a todos los púlsares», según Gilles Theureau: la firma característica de las ondas gravitacionales. «Fue un momento mágico», dijo Maura McLaughlin de la cadena estadounidense Pulsar Search Collaboratory durante una conferencia de prensa.
¿Cuál es la fuente de estas ondas? La hipótesis preferida apunta a pares de agujeros negros supermasivos, cada uno más grande que nuestro sistema solar, “listos para colisionar”, desarrolla Gilles Theureau.
Antoine Petiteau describe dos colosos que «dan la vuelta antes de fusionarse», un baile que provoca ondas gravitacionales de «un período de varios meses a varios años». Un ruido de fondo continuo que Michael Keith, de la red europea EPTA (European Pulsing Timing Array), compara con un “restaurante ruidoso con mucha gente hablando a tu alrededor”.
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Las mediciones aún no permiten decir si este ruido delata la presencia de algunos pares de agujeros negros o de toda una población. Otra hipótesis sugiere una fuente en las edades más tempranas del Universo, cuando experimentó el llamado período de inflación.
«Estamos abriendo una nueva ventana al Universo», saluda Gilles Theureau. «Estamos agregando una nueva gama de vectores de información», complementarios a la investigación de Ligo y Virgo, que operan en diferentes longitudes de onda, abunda Antoine Petiteau. En particular, esto podría aclarar el misterio de la formación de agujeros negros supermasivos.
Sin embargo, los estudios deberán profundizarse para reclamar una detección completamente sólida, que se espera dentro de un año. El criterio absoluto es «que hay menos de una posibilidad entre un millón de que esto suceda por casualidad», subrayan el Observatorio de París, el CNRS, el CEA y las universidades de Orleans y Paris Cité, en un comunicado.
