LISA, la cazadora de las ondas gravitatorias

Observar  ondas gravitatorias ya empieza a ser una posibilidad real. Esa ha sido la conclusión de la presentación de la misión LISA Pathfinder, de la Agencia Espacial Europea (ESA), celebrada en el Centro Europeo de Astronomía Espacial (ESAC). En las pruebas se han usado las herramientas tecnológicas que servirán para llevar a acabo una futura misión de detección de ondas gravitatorias desde el espacio. El ensayo ha sido todo un éxito. Según Favio Favata, jefe de la Oficina de Coordinación del Directorio de Ciencia de la ESA, Europa ha dado un salto de calidad hacia un nivel mucho más innovador y avanzado.

Tras solo dos meses de trabajo científico, se han superado las expectativas y se ha alcanzado una precisión cinco veces superior a la prevista: los dos cubos alojados en la nave se encuentran en caída libre, bajo la influencia exclusiva de la gravedad y sin estar sometidas a ninguna otra fuerza externa. En un artículo publicado en Physical Review Letters, el equipo de LISA Pathfinder revela que las masas sometidas a prueba están prácticamente inmóviles una respecto de la otra, con una aceleración inferior a una diezmilmillonésima parte de la gravedad terrestre. La constatación de que las tecnologías clave de la misión funcionan abre la puerta al desarrollo de un gran observatorio espacial, capaz de detectar ondas gravitatorias procedentes de una gran variedad de objetos lejanos y exóticos en muchas regiones del Universo.

Predichas por Albert Einstein hace un siglo, las ondas gravitatorias son ondulaciones en el tejido espacio-temporal que se mueven a la velocidad de la luz y que está causadas por la aceleración de objetos masivos. Pueden ser generadas, por ejemplo, por supernovas, fuentes binarias de estrellas de neutrones girando unas alrededor de las otras, y parejas de agujeros negros emergentes.
No obstante, incluso partiendo de estos potentísimos objetos, en el momento de llegar a la tierra estas fluctuaciones espacio-temporales prácticamente han desaparecido, reduciéndose a menos de una cienmilmillonésima parte.

Hace falta disponer de tecnologías muy avanzadas para registrar estos minúsculos cambios, por lo que las ondas gravitatorias no fueron detectadas de forma directa por primera vez hasta septiembre de 2015, cuando fueron captadas por el Observatorio de interferometría láser de ondas gravitatorias (LIGO). Durante este experimento se vio la señal característica de dos agujeros negros, cada uno con una masa unas 30 veces mayor a la del Sol, girando mientras se acercaban durante los 0,3 segundos finales antes de unirse para formar un único objeto más masivo.
Las señales detectadas por LIGO tienen una frecuencia de unos 100 Hz, pero las ondas gravitatorias se extienden por un espectro mucho mayor. En particular, las oscilaciones de frecuencia más baja están asociadas a eventos aún más exóticos, como la fusión de agujeros negros supermasivos. Con masas hasta miles de millones de veces mayores a la del Sol, estos agujeros negros gigantes se encuentran en el centro de galaxias masivas. Cuando dos galaxias colisionan, estos agujeros negros acaban por confluir, expulsando grandes cantidades de energía en forma de ondas gravitatorias a lo largo del proceso, que alcanzan sus máximos en sus últimos minutos de exisetncia.