La UIB participa en la primera observación conjunta de la fusión de agujeros negros con la red global de interferómetros LIGO-Virgo

La Colaboración Científica LIGO y la colaboración Virgo presentan la primera observación de ondas gravitacionales realizada por tres detectores, con la participación del Grupo de Relatividad y Gravitación de la Universidad de las Illes Balears

La Colaboración Científica LIGO y la colaboración Virgo ha hecho la primera detección conjunta de ondas gravitacionales con los detectores LIGO y Virgo. Esta es la cuarta detección anunciada de un sistema binario de agujeros negros y la primera señal significativa de ondas gravitacionales registrada por el detector Virgo, y destaca el potencial científico de una red de tres detectores de ondas gravitacionales.

La observación de los tres detectores se realizó el 14 de agosto de 2017 a las 10:30:43 UTC. Los dos detectores del Observatorio de Ondas Gravitacionales por Interferometría Láser (LIGO), localizados en Livingston (Louisiana) y Hanford, (Washington) y financiados por la National Science Foundation (NSF), y el detector Virgo, localizado cerca de Pisa, Italia, detectaron una señal de onda gravitacional transitoria producida por la coalescencia de dos agujeros negros de masa estelar.

Se ha aceptado para su publicación en la revista Physical Review Letters un artículo sobre el evento, conocido como GW170814.

Las ondas gravitacionales detectadas -las ondas en el espacio-tiempo- fueron emitidas durante los momentos finales de la fusión de dos agujeros negros con masas alrededor de 31 y 25 veces la masa del sol y se ubicaron a unos 1.800 millones de años luz de distancia. El nuevo agujero negro giratorio producido tiene cerca de 53 veces la masa de nuestro sol, lo que significa que cerca de 3 masas solares fueron convertidas en energía gravitatoria durante la coalescencia.

La participación de la UIB

El Grupo de Relatividad y Gravitación de la Universidad de las Illes Balears, único grupo español que ha tomado parte en las cuatro detecciones de ondas gravitacionales a través de su participación en la Colaboración Científica LIGO, ha contribuido de manera relevante a este nuevo hallazgo, ya que ha aportado los modelos de señales de onda gravitacional de los agujeros negros. «Dichos modelos se comparan con los datos registrados por los detectores LIGO y Virgo, y son necesarios para identificar las fuentes de las señales, por ejemplo, si son agujeros negros o estrellas de neutrones, o para determinar sus masas. Tenemos un año muy intenso por delante», dice el doctor Sascha Husa, del GRG de la UIB. El próximo período de observación comenzará en el otoño de 2018 con una sensibilidad significativamente mejorada. «Esperamos detectar varias señales al mes, lo que requerirá desarrollar modelos mucho más precisos de la señal de onda gravitacional para extraer toda la información de estos eventos», añade el doctor Husa.

El nuevo descubrimiento es especialmente importante para la comunidad española de las ondas gravitacionales, ya que un grupo de investigación de la Universidad de Valencia, liderado por el doctor José Antonio Font, se ha unido recientemente a la Colaboración Virgo. Con este nuevo grupo, los esfuerzos españoles en la colaboración LIGO-Virgo, hasta ahora solo conducidos por el Grupo de Relatividad y Gravitación de la Universidad de las Illes Balears, que se unió a la colaboración científica LIGO en 2002 bajo el liderazgo de la doctora Alicia Sintes, se ha incrementado significativamente.

El doctor José Antonio Font, líder del grupo de la Universidad de Valencia en Virgo, señala que «no hay duda que para la Colaboración Virgo, unirse a LIGO en el segundo período de observación ha sido un gran reto, logrado con éxito el 1 de agosto de 2017. El equipo encargado de la puesta en marcha del detector Virgo Avanzado hizo un trabajo fantástico, entregándolo en tiempo récord con la sensibilidad necesaria para colaborar plenamente con LIGO en la búsqueda de posibles nuevas detecciones. Un ejemplo maravilloso de tal colaboración es la reciente detección triple de la señal GW170814». Font añade que «para el grupo Virgo de la UV ha sido un gran honor haber sido testigo de este enorme esfuerzo organizativo y haber participado activamente en alguna de las actividades de caracterización del detector Virgo».

La doctora Alicia Sintes, líder del grupo de la UIB que participa en LIGO, está entusiasmada por el descubrimiento y apunta que «España ya cuenta con una comunidad astronómica muy activa. La mejora en la localización de las fuentes hace que las observaciones de ondas gravitacionales resulten extraordinariamente atractivas para la comunidad astronómica». Además «confía en que se produzcan interacciones diversas entre grupos de diferentes ámbitos que redunden en una mejora de nuestra comprensión del Universo y espera que «la observación de la señal por el detector Virgo sea un acicate para redoblar los esfuerzos por desarrollar un detector europeo de ondas gravitacionales de tercera generación y sirva para intensificar todavía más la colaboración entre los grupos europeos de LIGO y Virgo».

LIGO Avanzado

LIGO Avanzado es un detector de ondas gravitacionales de segunda generación que consiste en dos interferómetros idénticos situados en Hanford, Washington, y Livingston, Luisiana. Emplea interferometría láser de precisión similar a Virgo Avanzado para detectar ondas gravitacionales. Empezando las operaciones en septiembre de 2015, LIGO Avanzado ha realizado dos periodos de observación. El segundo periodo de observación O2 empezó el 30 de noviembre de 2016 y terminó el 25 de agosto de 2017.

Virgo Avanzado

Virgo Avanzado es un instrumento de segunda generación construido y operado por la colaboración Virgo para la búsqueda de ondas gravitacionales. Tras el final del periodo de observación del detector Virgo inicial en octubre de 2011, empezó la construcción del detector de Virgo Avanzado. La nueva instalación fue inaugurada en febrero de 2017, si bien durante los siguientes meses su sensibilidad sufrió drásticas mejoras. El 1 de agosto de 2017, el detector de Virgo Avanzado se unió a los detectores LIGO para trabajar conjuntamente durante las últimas cuatro semanas del período de observación O2.

Colaboración Científica LIGO

LIGO está financiado por la NSF y operado por el Caltech y el MIT, que diseñaron y construyeron el proyecto. El soporte financiero para el proyecto Advanced LIGO fue liderado por la NSF con Alemania (Max Planck Society), Reino Unido (Science and Technology Facilities Council) y Australia (Australian Research Council) realizando importantes contribuciones al proyecto. Más de 1200 científicos de alrededor del mundo participan en el esfuerzo a través de la Colaboración Científica LIGO, la cual incluye la Colaboración GEO. Los colaboradores adicionales están listados en http://ligo.org/parterns.php.

La colaboración Virgo consiste en más de 280 físicos e ingenieros pertenecientes a 20 grupos de investigación europeos: seis del Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en Francia; ocho del Instituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) en Italia; dos de Holanda con Nikhef; la MTA Wigner RCP de Hungría; el grupo POLGRAW de Polonia; España con la Universidad de Valencia; y EGO, el laboratorio que alberga el detector Virgo cerca de Pisa en Italia.

Grupo de Relatividad y Gravitación

El Grupo de Relatividad y Gravitación (GRG) de la UIB es el único grupo de investigación en España que ha tomado parte en las cuatro detecciones de ondas gravitacionales a través de su participación en la Colaboración Científica LIGO. La UIB participa en la Colaboración Científica LIGO desde 2002, aunque la doctora Alícia Sintes, profesora del Departamento de Física, fue una de los investigadores que intervino en la puesta en marcha de este grupo de científicos el año 1997. La doctora Sintes y el doctor Sascha Husa, también profesor de la UIB y miembro del GRG, forman parte del Consejo de LIGO. Además, un grupo formado por investigadores del Departamento de Astronomía y Astrofísica y del Departamento de Matemáticas de la Universidad de Valencia es el primer grupo español que forma parte de la Colaboración VIRGO desde julio de 2016.

El Grupo de Relatividad y Gravitación es miembro del Instituto de Aplicaciones Computacionales de Código Comunitario (IAC3) de la UIB y del Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC). Tiene el apoyo del Ministerio de Economía y Competitividad (FPA2016-76821-P), la Consejería de Educación, Cultura y Universidades y la Vicepresidencia y Consejería de Innovación, Investigación y Turismo del Gobierno de las Islas Baleares, el Fondo Social Europeo, el Fondo Europeo de Desarrollo Regional, la Red Española de Supercomputación y PRACE. Además, participa en el proyecte Consolider Ingenio Multidark (CSD2009-00064) y forma parte de la red Consolider: Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN – FPA2015-69037-REDC) y de las redes de excelencia: Red Nacional de Astropartículas (RENATA - FPA2015-68783-REDT) y Red Temática de Ondas Gravitacionales (REDONGRA – FPA2015-69815-REDT).

Enlaces relacionados