'Fuerte evidencia' de un fondo de ondas gravitacionales

Los astrónomos han interpretado una combinación de señales de púlsares como "fuerte evidencia" de un fondo de ondas gravitacionales de frecuencia ultrabaja.

Desde hace poco más de 50 años, se detectó este tipo de señal por primera vez. Estas ondas Pulsares podrían originarse a partir de fusiones de los agujeros negros más masivos del universo o de eventos que ocurren poco después de la formación del universo en el Big Bang. Las características de esta señal común entre púlsares concuerdan ampliamente con las que se esperan de un "fondo" de ondas gravitacionales. El fondo de ondas gravitacionales está formado por muchas señales de ondas gravitacionales superpuestas diferentes emitidas por la población cósmica de agujeros negros binarios supermasivos. Los nuevos datos del telescopio MeerKAT y del Indian Pulsar Timing Array (InPTA), el miembro más nuevo de IPTA, ampliarán aún más los conjuntos de datos futuros. También se han publicado en conjuntos de datos individuales más recientes que los utilizados en IPTA DR2, de cada una de las tres colaboraciones fundadoras.

Los astrónomos han interpretado una combinación de señales de púlsares como "fuerte evidencia" de un fondo de ondas gravitacionales de frecuencia ultrabaja.   

Desde hace poco más de 50 años, se detectó este tipo de señal por primera vez. La estudiante de doctorado Jocelyn Bell fue quien hizo este descubrimiento cuando la detectó entre los datos de un radiotelescopio que acababa de ayudar a construir en el Observatorio Mullard de Radioastronomía, de la Universidad de Cambridge. Bell obtuvo la primera prueba de que se repetía con una regularidad asombrosa en intervalos de poco más de un segundo. Ningún objeto astronómico conocido parecía ser capaz de radiar de esa manera.

Los análisis posteriores revelaron que la enigmática señal consistía en una serie de pulsos de radio muy breves, procedentes de un objeto no mayor que un planeta y que se repetían cada 1,337 segundos con una precisión de más de 1 entre 10 millones. Bell concluyó  que se trataba de un nuevo tipo de objeto astronómico. Sin embargo, su origen seguía envuelto en misterio.

Estas ondas Pulsares podrían originarse a partir de fusiones de los agujeros negros más masivos del universo o de eventos que ocurren poco después de la formación del Universo en el Big Bang. 

Al trabajo de varias colaboraciones de astrofísica de todo el mundo se unió El International Pulsar Timing Array (IPTA), y completó su búsqueda de ondas gravitacionales en su publicación de datos oficial más reciente, conocida como Data Release 2 (DR2). Este conjunto de datos consta de datos de tiempo de precisión de púlsares de 65 milisegundos obtenidos al combinar los conjuntos de datos independientes de los tres pilares de la IPTA miembros: el European Pulsar Timing Array (EPTA), el North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) y el Parkes Pulsar Timing Array en Australia (PPTA). Estos datos combinados revelan una fuerte evidencia de una señal de frecuencia ultra baja detectada por muchos de los púlsares en los datos combinados.

Las características de esta señal común entre púlsares concuerdan ampliamente con las que se esperan de un "fondo" de ondas gravitacionales. El fondo de ondas gravitacionales está formado por muchas señales de ondas gravitacionales superpuestas diferentes emitidas por la población cósmica de agujeros negros binarios supermasivos. 

"La detección de ondas gravitacionales de una población de binarios de agujeros negros masivos o de otra fuente cósmica nos brindará conocimientos sin precedentes sobre cómo se forman y crecen las galaxias, o los procesos cosmológicos que tienen lugar en el universo infantil. Se necesita un gran esfuerzo internacional de la escala de IPTA para alcanzar este objetivo, y los próximos años podrían traernos una edad de oro para estas exploraciones del universo".  Así lo señaló en un comunicado el  profesor Alberto Vecchio, director del Instituto de Astronomía de Ondas Gravitacionales de la Universidad de Birmingham y miembro de la EPTA.

El Dr. Siyuan Chen, miembro de EPTA y NANOGrav, y líder de DR2 expresó: "¡Esta es una señal muy emocionante! Aunque todavía no tenemos evidencia definitiva, es posible que estemos comenzando a detectar un fondo de ondas gravitacionales. También estamos investigando qué otra cosa podría ser esta señal. Por ejemplo, tal vez podría ser el resultado del ruido que está presente en los datos de púlsares individuales que pueden tener modelado incorrectamente en nuestros análisis". dice el doctor Boris Goncharov de la PPTA.

Para identificar el fondo de ondas gravitacionales como el origen de esta señal de frecuencia ultrabaja, el IPTA también debe detectar correlaciones espaciales entre púlsares. Esto significa que cada par de púlsares debe responder de una forma muy particular a las ondas gravitacionales, dependiendo de su separación en el cielo. Si la señal de frecuencia ultrabaja espectralmente similar está o no correlacionada entre púlsares de acuerdo con las predicciones teóricas, se resolverá con una mayor recopilación de datos.

Los nuevos datos del telescopio MeerKAT y del Indian Pulsar Timing Array (InPTA), el miembro más nuevo de IPTA, ampliarán aún más los conjuntos de datos futuros. También se han publicado en conjuntos de datos individuales más recientes que los utilizados en IPTA DR2, de cada una de las tres colaboraciones fundadoras. "El primer indicio de un fondo de ondas gravitacionales sería una señal como la que se ve en el IPTA DR2. Luego, con más datos, la señal se volverá más significativa".

El análisis IPTA DR2 demuestra el poder de la combinación internacional y brinda una fuerte evidencia de un fondo de ondas gravitacionales en comparación con las evidencias marginales o ausentes de los conjuntos de datos constituyentes.

 

Fuente: https://www.europapress.es/ciencia/astronomia/noticia-evidencia-senal-coherente-fondo-ondas-gravitacionales-20220112180425.html

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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