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Interpretan la luz de las ondas gravitacionales

 

  • La existencia de ellas validó las teorías de Albert Einstein después de 100 años
  • Las ondas gravitacionales fueron generadas por la fusión de estrellas de neutrones, es decir, aquellas que son el resultado de comprimir una masa comparable con la del Sol en un volumen pequeño, como una esfera de 10 kilómetros de radio

 

A partir de la confirmación científica de la existencia de las ondas gravitacionales, las primeras cinco detecciones que hicieron los investigadores correspondieron a fusiones de dos hoyos negros en sistemas estelares, y la sexta, en agosto de este año, sorprendió a los astrofísicos del mundo por tratarse de la fusión de dos estrellas de neutrones.

En la ciencia, con frecuencia todo nuevo gran descubrimiento conlleva el siguiente desafío. En el caso de la fusión de dos estrellas de neutrones los científicos se dieron a la tarea de interpretar la luz que del fenómeno se emanaba. Fue así que investigadores de distintas partes del orbe se dieron a la tarea de interpretarla … y tuvieron éxito. Entre ellos figura Alan Watson, astrónomo de la Universidad Nacional Autónoma de México, “Y esta última sexta detección en agosto 2017 se trató de algo diferente, era la fusión de dos estrellas de neutrones. Estas nacen cuando explota una estrella al final de su vida. Hay dos opciones, o deja un hoyo negro o deja una estrella de neutrones. Es la forma de materia más densa que se sabe antes de colapsar a un hoyo negro”, describió Alan Watson, adscrito al Instituto de Astronomía, de la UNAM.

El último evento de agosto 2017 confirmó la primera detección de ondas gravitacionales causadas por la colisión de dos estrellas de neutrones que ocurrió hace 130 millones de años, demostrado por el doctor en astronomía Alan Watson y un par de científicos del Instituto de Astronomía de la UNAM quienes fueron activos investigadores en el equipo científico internacional que realizó la interpretación de la luz de la fusión de estas estrellas de neutrones.

Las ondas gravitacionales fueron generadas por la fusión de estrellas de neutrones, es decir, aquellas que son el resultado de comprimir una masa comparable con la del Sol en un volumen pequeño, como una esfera de 10 kilómetros de radio. La detección se logró a partir de los dos observatorios en Estados Unidos, los llamados LIGO, y el tercer nuevo detector el llamado Virgo, instalado en Italia.

La importancia que tienen los observatorios de las ondas gravitacionales contempla dos fases. La primera consiste en la validación de la física, la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, quien hacía predicciones de la existencia de las mismas, porque estas describen la distorsión en el espacio-tiempo que se produce cuando se aceleran objetos masivos.

Es decir, se trata de que la gravedad no actúa instantáneamente como pensó Newton, sino que se produce cuando grandes cantidades de materia se mueven violentamente a velocidades cercanas a las de la luz. Sin embargo, tuvieron que pasar 100 años en materia tecnológica para poder detectarlas porque las distorsiones que son provocadas en el espacio son muy débiles.

La segunda fase que detalló el doctor Watson, es desde el punto de vista de la astrofísica o astronomía y permite apreciar qué está pasando cuando objetos como hoyos negros o estrellas de neutrones se están fusionando en sus últimos segundos, y no hay manera de apreciar el fenómeno con luz normal. Por ello, al poder observar las ondas gravitacionales, permite dar apreciación a estos eventos del universo.

En contexto, las ondas gravitacionales son distorsiones en el espacio originadas por el movimiento de masas; como la Tierra orbitando alrededor del Sol, o la Luna alrededor de la Tierra. Sin embargo, son muy débiles y difíciles de detectar. Para poder descubrir ondas gravitacionales son necesarias dos estrellas con masa casi igual al Sol o mayor que se encuentren orbitando una muy cercana a la otra.

Sin embargo, las estrellas se han convertido en objetos muy compactos y hay dos fenómenos que genera ondas gravitacionales: unos son los hoyos negros y es importante destacar que las primeras cinco detecciones de ondas gravitacionales correspondieron a las fusiones de dos hoyos negros en sistemas estelares.

“Y esta última sexta detección en agosto 2017 se trató de algo diferente, era la fusión de dos estrellas de neutrones. Estas nacen cuando explota una estrella al final de su vida. Hay dos opciones, o deja un hoyo negro o deja una estrella de neutrones. Es la forma de materia más densa que se sabe antes de colapsar a un hoyo negro”, describió Alan Watson, investigador del Instituto de Astronomía, de la máxima casa de estudios.

 

La UNAM en colaboración internacional

En el equipo de científicos de la UNAM que colaboraron se encuentra Alan M. Watson Foster y los doctores William Henry Lee Alardín y la doctora María Magdalena González Sánchez, quienes en el Instituto de Astronomía han trabajado en detectar las ondas gravitacionales anteriores. La primera hace dos años y la sexta en agosto del 2017. Sin embargo, antes intentaron con los telescopios del Observatorio Astronómico Nacional de la UNAM en búsqueda de las fuentes que habían producido estas ondas gravitacionales, más el resultado no fue exitoso.

Fue entonces que como parte de un colaborativo internacional, usaron telescopios internacionales en Chile y otros de la NASA en el espacio para analizarlo. Así, la UNAM participó en el análisis y la interpretación de dichas observaciones. “Esta participación es la cosa más emocionante. Creo que si mis nietos algún día me preguntan, cuál fue la cosa más emocionante que hiciste como astrónomo, yo les voy a decir que fue este evento en el que estuvimos cien años esperando y tanto tiempo queriendo verlo. Participar no en la detección, pero sí en la interpretación”, expresó el doctor en astronomía Alan Watson.

 

Origen del universo: ondas gravitacionales

Las ondas gravitacionales viajan a la velocidad de la luz, pero las distancias en la astronomía son tantas que aun así tardan millones de años en llegar; en este caso, el tiempo aproximado fue de 100 mil millones de años. Este es el más cercano, muchos otros han sido más lejanos.

“En astronomía queremos comprobar el origen del universo y una manera de intentarlo es ver objetos más y más lejanos, porque la velocidad de la luz es finita, entonces si tú puedes ver un objeto suficiente lejano, te estás acercando al origen del universo”, explicó el físico Alan Watson.

El problema es que el universo eventualmente se pone opaco y ya no se puede ver más, por lo que la luz visible es muy buena para ver galaxias cercanas, hasta el diez por ciento de la vida del universo; pero si se quiere ver más allá se debe acercar a tiempos más cercanos, pues la luz ya no sirve porque ya no penetra esta opacidad, pero las ondas gravitacionales sí la penetran, entonces pueden usarse para ver más allá y más temprano el universo.

 

¿Qué sigue?

Actualmente el doctor Alan Watson cuenta con un telescopio especial para detectar las explosiones asociadas con estos eventos de ondas gravitacionales en el Observatorio Astronómico Nacional, pero todavía se encuentra en la fase de pruebas.

El investigador espera para finales de 2017 estar operando rutinariamente, y cuando empiecen a observar de nuevo en la primavera, él estará listo para buscar y poder descubrir más de estos eventos.

“Debemos esperar más detecciones similares a esta en los próximos años. Y vamos a ver si este evento que vimos era normal o un ‘bicho raro’, y ya tener varios objetos con qué compararlo y entenderlo un poco mejor. Se entiende mejor, cuando se tiene más ejemplos”, concluyó el científico.

 

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