2 de enero de 2008

LIGO arroja luz sobre evento cósmico

Imagen: LIGO/Caltech

Un análisis realizado por la Colaboración Científica Internacional del observatorio de ondas gravitacionales LIGO (del inglés, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ha excluido una explicación previa para el origen de una intensa erupción de rayos gamma. Las erupciones de rayos gamma se encuentran entre los más violentos y energéticos acontecimientos en el universo, y sólo recientemente los científicos han comenzado a comprender sus orígenes.

El proyecto LIGO, que está financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, fue diseñado y es operado por el Instituto de Tecnología de California y el Instituto de Tecnología de Massachusetts con el fin de detectar las ondas gravitacionales cósmicas y para desarrollar las observaciones de ondas gravitacionales como una nueva herramienta para la Astronomía. La investigación es llevada a cabo por la Colaboración Científica LIGO, un grupo de 580 científicos de universidades de Estados Unidos y otros 11 países. La red interferométrica LIGO incluye el interferómetro GEO600, que se encuentra en Hannover, Alemania, financiado y operado por el Instituto Max Planck.

Cada uno de los interferómetros LIGO (incluyendo los detectores de 2 km y 4 km en Hanford, Washington, y un instrumento de 4 kilómetros en Livingston, Louisiana) utiliza un láser dividido en dos haces que viajan hacia adelante y hacia atrás por los brazos, cada uno de los cuales es un haz en tubos de vacío. Los haces se utilizan para controlar la distancia entre los espejos precisamente configurados. Según Albert Einstein, en su Teoría de la Relatividad General de 1916, la distancia relativa entre los espejos debería cambiar levemente por el paso de una onda gravitacional - una distorsión en el espacio-tiempo, producida por la aceleración de los objetos masivos, que se propaga hacia el exterior a través del universo. El interferómetro está construido de manera tal que se puede detectar un cambio de menos de una milésima parte del diámetro de un núcleo atómico en las longitudes de los brazos de uno respecto al otro.

El 1 de febrero de 2007, los observatorios Konus-Wind, Integral, Messenger y Swift de rayos gamma midieron un corto pero intenso estallido de rayos gamma originado en la dirección de M31, la galaxia de Andrómeda, situada a 2,5 millones de años luz de distancia. La mayoría de esas cortas (de menos de dos segundos de duración), erupciones de rayos gamma (GRB) se piensa proceden de la fusión y coalescencia de dos objetos compactos, pero masivos, como las estrellas de neutrones o agujeros negros. También pueden proceder de los objetos astronómicos conocidos como repetidores de rayos gamma blandos, que son menos comunes que los sistemas binarios en coalescencia y emiten rayos gamma menos energéticos.

Durante la intensa explosión de rayos gamma, conocida como GRB070201, los interferómetros de 4 y 2km de Hanford, estaban recogiendo datos. No obstante, ninguno de los dos detectó ondas gravitacionales.

La no detección fue en sí misma significativa.

La explosión se había producido a lo largo de una línea de visión consistente con uno de los brazos espirales de Andrómeda, y un sistema binario en coalescencia - la fusión de dos estrellas de neutrones o agujeros negros, por ejemplo - se consideró entre los más probables explicaciones. Tal monumental evento cósmico ocurriendo en una galaxia cercana debería haber generado ondas gravitacionales fácilmente detectables por LIGO. La ausencia de una señal de onda gravitacional significa que GRB070201 no puede haberse originado de esta manera en Andrómeda. Otras posibles explicaciones para el evento, como un repetidor de rayos gamma blandos de una fusión binaria a una distancia mucho mayor, son ahora los más probables contendientes.

Hasta ahora, menciona David Reitze, de la Universidad de Florida, los astrónomos que estudian GRB se basaron únicamente en los datos obtenidos a través de la observación de la radiación electromagnética. Las ondas gravitacionales ofrecen una nueva ventana para estudiar la naturaleza de estos acontecimientos.

"Estamos aún desconcertados por los GRB cortos. Las observaciones de LIGO dan una tentadora sugerencia de que algunos GRB cortos serían causados por repetidores de rayos gamma blandos. Se trata de un importante paso adelante", dice Neil Gehrels, científico principal de la misión Swift de la NASA del Centro de Vuelos Espaciales Goddard.

"Este resultado es no sólo un gran avance en la conexión de observaciones en el espectro electromagnético con la búsqueda de ondas gravitacionales, sino también en la integración de equipos complementarios. Nuestros resultados implican que la astronomía multi-mensaje será una realidad en la próxima década, abriendo una maravillosa oportunidad para obtener conocimientos sobre algunos de los más complejos fenómenos del universo", menciona Szabolcs Márka, de la Universidad de Columbia.

(fg)

Más información en:
http://mr.caltech.edu/