El papel de España en la detección de las primeras ondas gravitacionales ‘con luz’

ondas gravitacionales
Ilustración de un sistema binario de estrellas de neutrones en proceso de fusión, con emisión de ondas gravitatorias. (GSFC/D.Berry)

La detección, por primera vez, de ondas gravitacionales procedentes de una colisión de estrellas de neutrones ha sido calificado de un hecho histórico y sin precedentes en la ciencia. Tanto, que abre una nueva era en el ámbito de la astrofísica y lo hace de la mano de Albert Einstein, quien ya habló hace un siglo este tipo de fenómenos, aunque fuera de manera puramente teórica, en su Ley de la Relatividad.

En total, esta macroinvestigación científica internacional ha implicado a miles de científicos de la Colaboración Científica LIGO y la Colaboración Virgo, lideradas desde EEUU y Europa, respectivamente. Entre ellos, también ha habido presencia española, especialmente de la mano de la Universidad de Valencia y de la Universidad de las Islas Baleares (UIB). Un trabajo centrado, principalmente, en cómo operar los detectores y procesar y entender los datos de las ondas gravitacionales capturadas.

La UIB, participante de la Colaboración LIGO, ha contribuido al estudio y la búsqueda de sistemas binarios de agujeros negros y de estrellas de neutrones en rotación, fundamentales para el desarrollo de modelos fenomenológicos de familias de plantillas que son utilizadas en la búsqueda de sistemas binarios. En concreto, los modelos conocidos como PhenomP, han sido esenciales para la localización de esta nueva. Asimismo, La UIB también ha liderado la búsqueda de estrellas de neutrones desconocidas y ha contribuido al análisis de posibles señales continuas en los días posteriores a la fusión de estas dos estrellas de neutrones.

Por su parte la Universidad de Valencia ha trabajado dentro de la Colaboración Virgo, en el desarrollo de algoritmos para el análisis de señales gravitatorias y estimación de parámetros de fuentes astrofísicas, así como en la generación de patrones de radiación gravitacional mediante técnicas de relatividad numérica. Otra de las aportaciones de sus investigadores se ha basado en la realización de simulaciones numéricas de explosiones supernova que sirven para estimar parámetros a partir de la información contenida en las ondas gravitacionales. Y finalmente, también han participado en el desarrollo de métodos numéricos de Machine Learning para la clasificación del ruido instrumental en los detectores avanzados.

Alicia Sintes una de las investigadoras principales de la UIB, ha asegurado que “la naturaleza ha vuelto a ser muy generosa con nosotros al situar este evento excepcional a una distancia notablemente cercana a la Tierra”. En la misma línea, el científico de la Universidad de Valencia, José Antonio Font, ha calificado este avance de “revolucionario” ya que “la histórica detección de la primera señal gravitacional de la colisión de dos estrellas de neutrones, junto con la correspondiente emisión electromagnética, marca el inicio de una nueva era de descubrimiento que promete ofrecer respuestas a preguntas fundamentales en astrofísica relativista, cosmología, física nuclear, o la naturaleza de la gravitación”.

rueda de prensa ondas gravitacionales

Ondas electromagnéticas

Se trata de la quinta vez que se detectan ondas gravitacionales, pero ésta ha sido la primera en la que esta observación también incluye ondas electromagnéticas (luz). La diferencia está en que hasta la fecha el origen estaba en la fusión de dos agujeros negros, pero en esta ocasión se trataba de dos estrellas de neutrones. El encuentro tuvo lugar a 130 millones de años luz de la Tierra y se detectó el pasado 17 de agosto. Desde entonces, miles de científicos de todo el mundo han trabajado para descifrar qué ocurrió.

Las conclusiones, anunciadas de forma simultánea en Washington, Garching (Alemania) y Madrid, han revelado que, por ejemplo, este tipo de cataclismos están tras el origen de elementos químicos pesados como el oro o el platino. También han certificado la existencia de las kilonovas, explosiones estelares mil veces más potentes que una nova nornal y cuya existencia fue predicha hace más de tres décadas y han confirmado que los fenómenos electromagnéticos más luminosos del Universo, los estallidos de rayos gamma, pueden proceder de la fusión de estrellas de neutrones.

En definitiva, y esto es lo más destacable según los investigadores, es que se abre una nueva puerta en el ámbito de la astrofísica, que ahora puede combinar las ondas gravitacionales con las electromagnéticas en el estudio del Universo.

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