mayo 17, 2021

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Los astrónomos ven la referencia al fondo de ondas gravitacionales del universo

La astronomía de ondas gravitacionales está todavía en su infancia. LIGO y otros laboratorios han abierto una nueva ventana al universo, pero su atracción gravitacional sobre el universo sigue siendo baja. Para ampliar nuestra visión, existe el Laboratorio Norteamericano de Nanohercios para Ondas Gravitacionales (Nanograw).

Las ondas gravitacionales son creadas por el movimiento de objetos masivos. La mayoría de las ondas gravitacionales que detectamos provienen de la fusión de agujeros negros. En sus momentos finales, los agujeros negros binarios se orbitan entre sí muy rápidamente, creando ondas gravitacionales rápidas y fuertes. Pero la mayoría de las ondas gravitacionales que surgen a través del universo no son rápidas ni fuertes. Son ecos débiles alrededor de los agujeros negros que no se van a fusionar. Sus órbitas lentas forman el fondo de ondas gravitacionales. Una onda de una de estas fuentes puede tardar muchos años en formar un ciclo completo.

Gráfico que muestra la luz de un púlsar viajando a la Tierra en medio de un océano de ondas gravitacionales. Crédito: Nanograw / D. Limpiar

Para detectar estas ondas gravitacionales, el nanógrafo observa pulsos de radio de estrellas de neutrones de rotación rápida llamadas púlsares de milisegundos. La mayoría de estos púlsares son muy regulares, por lo que un cambio en su frecuencia de pulso es causado por un cambio en su movimiento en comparación con la Tierra. Básicamente, las nanografías son similares a LIGO, pero en la escala de nuestra galaxia. Pero debido a que estas ondas gravitacionales de fondo oscilan tan lentamente, se necesitan muchos años para observar el cambio de púlsares debido a ellas.

Nanograw ha estado analizando púlsares durante más de una docena de años y ha publicado algunos resultados preliminares. En el estudio, el equipo descubrió que los pulsadores de 45 milisegundos tienen frecuencias de pulso muy estables. Algunos de ellos se han observado durante 12,5 años, pero todos se han observado durante al menos 3 años. Cuando filtraron los efectos negativos del ruido, encontraron lo que parecía ser una señal de fondo de ondas gravitacionales. Las ondas de gravedad no pudieron probar el origen de esta señal, pero descartaron otras posibilidades, incluido cualquier sesgo en sus datos.

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Si bien una década de observaciones puede parecer mucho tiempo, es hora de que muchas de estas ondas gravitacionales. Necesitamos estar buscando más tiempo para comprenderlos mejor.

Nota: Arzobispo, Javan, et al. “Conjunto de datos de 12,5 años de Nanograw: búsqueda de un fondo de ondas gravitacionales uniforme isotrópico. ” Cartas del Journal of Astronomy 905.2 (2020): L34.