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ondas gravitacionales: Detectores de ondas de Einstein en la parrilla de salida
La cuarta sesión de observación O4 de los detectores de ondas gravitacionales LIGO y Virgo continuará el 10 de abril de 2024 y se espera que finalice a principios de 2025.
Ahora vuelve a medir: uno de los dos interferómetros láser LIGO se encuentra en Livingston, en el estado estadounidense de Luisiana, y tiene un brazo de cuatro kilómetros de largo.
Los grandes interferómetros láser distribuidos por toda la Tierra para medir las ondas gravitacionales cósmicas se están preparando nuevamente. El 10 de abril se volverán a encender tres detectores de ondas gravitacionales: los dos interferómetros LIGO en Estados Unidos y Virgo en Italia. El detector KAGRA en Japón se añadirá más adelante, ya que el experimento fue dañado por un terremoto en la península de Noto el día de Año Nuevo de 2024. Los dispositivos de medición altamente sensibles detectarán pequeñas vibraciones en el espacio-tiempo que provocan la fusión de agujeros negros y estrellas de neutrones en la inmensidad del espacio. La cuarta sesión de observación de O4 continuará con detectores y herramientas de análisis mejorados y se espera que concluya a principios de 2025. Los investigadores predicen más de 200 nuevos eventos de ondas gravitacionales. También esperan eventos con múltiples mensajeros, es decir, señales que emitan tanto ondas gravitacionales como ondas electromagnéticas.
Nueva era de la astronomía
La forma de onda predicha por Albert Einstein hace más de 100 años basándose en su teoría de la relatividad general se genera cuando masas compactas se aceleran. El comportamiento de la frecuencia y la fuerza de las ondas gravitacionales dicen a los expertos algo sobre la fuente. En 2015, el avance, galardonado con el Premio Nobel de Física, se logró al detectar ondas gravitacionales de dos agujeros negros en colisión, cada uno de unas 30 masas solares, situados a unos 1.300 millones de años luz de distancia. Desde entonces, se han detectado decenas de eventos de ondas gravitacionales. Se trata principalmente de la fusión de restos estelares compactos, agujeros negros y estrellas de neutrones.
El comienzo de la astronomía de ondas gravitacionales de múltiples mensajeros está marcado por el evento GW170817. La fecha está codificada en el nombre del catálogo: el 17 de agosto de 2017, interferómetros láser midieron la señal generada por la colisión de dos estrellas de neutrones. Este «choque estelar» ocurrió en la galaxia NGC 4993, a una distancia de 130 millones de años luz de la Tierra. Además de las ondas gravitacionales, también se han registrado ondas electromagnéticas en todos los rangos espectrales. Estos fuegos artificiales cósmicos arrojan luz sobre lo que sucedió exactamente en esta explosión, llamada kilonova.
Escuchando terremotos espacio-temporales
El cuarto período de observación de O4 con los detectores LIGO, Virgo y KAGRA comenzó con un primer período de medición, denominado O4a, el 24 de mayo de 2023 y finalizó el 16 de enero de 2024 a las 17:00 CET. El segundo período de medición de O4b de la cuarta campaña de observación comienza el miércoles 10 de abril de 2024 exactamente a las 17:00 horas CEST.
La observación va de LIGO, Virgo y KAGRA | Aquí se muestran en una línea de tiempo las cinco campañas de observación O1 a O5 de los detectores de ondas gravitacionales LIGO en EE. UU., Virgo en Italia y KAGRA en Japón. Las barras de colores muestran los períodos en los que los detectores participan en las carreras de observación. La unidad de longitud Mpc significa megaparsec, es decir, un millón de parsecs o aproximadamente tres millones de años luz. Las distancias indicadas son valores medios hasta los cuales el detector respectivo podría detectar ondas gravitacionales de un par de estrellas de neutrones fusionándose. Esta distancia aumenta de izquierda a derecha porque la sensibilidad de los detectores se puede aumentar de un camino de observación a otro. Debería haber certeza sobre los planes para el O5 hacia mediados de 2024.
En Alemania participan científicos del Instituto Max Planck de Física Gravitacional, con sucursales en Potsdam y Hannover. La instalación también opera cerca de Hannover su propio interferómetro láser de ondas gravitacionales: el GEO600 con un brazo de 400 metros de largo. El prototipo fue y es importante para el desarrollo y prueba de la tecnología de medición. Sin embargo, la longitud del brazo significativamente más corta del interferómetro significa que el interferómetro es menos sensible que sus hermanos mayores en el extranjero.
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