Logran un método para observar el «fondo de ondas gravitacionales» del Universo

Según un equipo de investigadores dirigido por Rory Smith , del Centro de Excelencia ARC para el Descubrimiento de Ondas Gravitacionales de la universidad australiana de Monash, es muy probable esa cifra ronde los dos millones de eventos (un par de agujeros negros cada 200 segundos y un par de estrellas de neutrones cada 15 segundos), fusiones todas que los científicos no consiguieron recoger con sus instrumentos. En otras palabras, hasta ahora solo habríamos conseguido detectar una pequeña parte de las fusiones que se producen, en concreto las más violentas, pero no los millones de fusiones con señales más débiles y que, juntas, forman un «fondo» de ondas gravitacionales que permea todo el Universo.

Según explican en un estudio recién publicado en la revista de la Royal Astronomical Society , Smith y sus colegas han desarrollado un método único para detectar la presencia de estos eventos demasiado débiles y que hasta la fecha habían pasado inadvertidos. Y todo, además, sin tener que observarlos individualmente, uno por uno, sino en conjunto. En palabras de Smith, el nuevo método, que en la actualidad está siendo puesto a prueba por los científicos de LIGO, «significa que podremos mirar hasta 8.000 millones de años luz más allá de lo que estamos observando actualmente. Eso nos proporcionará una instantánea de cómo era el Universo primitivo y cómo fue después su evolución».

En su artículo, los investigadores detallan cómo piensan medir las propiedades de ese « fondo de ondas gravitacionales» producto de los millones de fusiones de agujeros negros que hasta ahora lograban escapar del escritinio de los científicos.

La fusión entre dos agujeros negros binarios (que se orbitan el uno al otro) libera enormes cantidades de energía en forma de ondas gravitacionales, algo que la red de detectores avanzados LIGO-VIRGO es ahora capaz de detectar de formacasi rutinaria. Según Eric Thrane , coautor de la investigación, esas ondas gravitacionales «transportan información sobre el espacio-tiempo y la materia nuclear en los entornos más extremos del Universo. Las observaciones individuales de ondas gravitacionales rastrean, pues, la evolución de las estrellas , de los cúmulos estelares y de las galaxias ».

«Al reunir información de muchos eventos de fusión a la vez -prosigue Thrane- podremos empezar a comprender los entornos en los que viven y evolucionan las estrellas, y qué es lo que causa que algunas terminen sus días como agujeros negros. Cuanto más lejos seamos capaces de ver las ondas gravitacionales producidas por estas fusiones, más joven será el Universo en el que tuvieron lugar. De este modo, podremos rastrear la evolución de las estrellas y las galaxias a lo largo del tiempo cósmico, hasta cuando el Unverso apenas tenía una fracción de su edad actual».

Para su trabajo, los investigadores midieron ciertas propiedades de la población de fusiones binarias de agujeros negros detectadas hasta ahora, como por ejemplo su distribución de masas. Y resulta que la gran mayoría de las fusiones binarias producen ondas gravitacionales que son demasiado débiles como para producir detecciones inequívocas, motivo por el que los observatorios pierden una gran cantidad de información.

«Además -explica Smith- las deducciones que hacemos sobre la población de agujeros negros pueden ser susceptibles a un 'sesgo de selección', debido al hecho de que solo estamos viendo a un puñado de los sistemas más ruidosos y cercanos. El sesgo de selección significa que podríamos estar obteniendo una instantánea de algunos agujeros negros, en lugar de una imagen completa».

Ahora, el método de análisis desarrollado pr Smith y Thrane se está probando en observaciones reales de los detectores LIGO y VIRGO, y se espera que el programa esté plenamente operativo en unos pocos años.