Los detectores de ondas gravitacionales inician un nuevo periodo de observación para explorar los secretos del Universo
La colaboración LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) comienza hoy un nuevo periodo de observación con instrumentos mejorados, modelos de señal nuevos y aún más precisos, y métodos de análisis de datos más avanzados. La colaboración LVK está formada por científicos y científicas de todo el mundo que utilizan una red de observatorios -LIGO en Estados Unidos, Virgo en Europa y KAGRA en Japón- para buscar ondas gravitacionales, ondulaciones en el espacio-tiempo, generadas por la colisión de agujeros negros y otros fenómenos cósmicos extremos.
Este periodo de observación, etiquetado como O4, promete llevar la astronomía de ondas gravitacionales al siguiente nivel. O4 comenzará el 24 de mayo y durará 20 meses, incluyendo hasta dos meses de pausas de puesta en marcha. Será la búsqueda de ondas gravitacionales más sensible hasta la fecha. LIGO reanudará sus operaciones el 24 de mayo, mientras que Virgo se incorporará a finales de año. KAGRA se incorporará durante un mes, a partir del 24 de mayo, y se reincorporará más adelante tras algunas mejoras.
“Gracias al trabajo de más de mil personas de todo el mundo durante los últimos años, obtendremos nuestra visión más profunda del Universo de ondas gravitacionales hasta la fecha”, declaró Jess McIver, portavoz adjunta de la Colaboración Científica LIGO (LSC, de sus siglas en inglés). “Un mayor alcance significa que aprenderemos más sobre los agujeros negros y las estrellas de neutrones, y que aumentaremos las posibilidades de que encontremos algo nuevo. Estamos muy ilusionados por ver qué hay ahí fuera”.
El detector Virgo continuará las actividades de puesta en marcha para aumentar su sensibilidad antes de incorporarse a O4 a finales de este año. “A lo largo de los últimos meses hemos identificado varias fuentes de ruido y hemos hecho progresos significativos en la sensibilidad, pero sin alcanzar el objetivo de diseño”, declaró el recientemente elegido portavoz de Virgo, Gianluca Gemme. “Estamos convencidos de que alcanzar la mayor sensibilidad del detector es la mejor manera de maximizar su potencial de descubrimiento”.
KAGRA ya está funcionando con la sensibilidad prevista para principios de O4. Jun’ichi Yokoyama, presidente del Congreso Científico de KAGRA, afirma: “KAGRA es el primer detector de 2.5ª generación del mundo que comenzó a funcionar 20 años después que LIGO. Nos uniremos a O4 durante un mes y reanudaremos la puesta en marcha para seguir mejorando la sensibilidad de cara a nuestra primera detección”.
Con el aumento de la sensibilidad de los detectores, O4 observará una fracción del universo mayor que en los anteriores periodos de observación. Los detectores de LIGO comenzarán O4 siendo aproximadamente un 30% más sensibles que antes. Este incremento de sensibilidad dará lugar a una mayor tasa de señales de ondas gravitacionales observadas, lo que se traducirá en la detección de una fusión cada 2 o 3 días. Además, la mayor sensibilidad aumentará la capacidad de extraer más información física (incluida información astrofísica y cosmológica única) de los datos. Esta mayor fidelidad de la señal mejorará la capacidad de los científicos y científicas para poner a prueba la teoría de la Relatividad General de Einstein e inferir la verdadera población de estrellas muertas en el Universo local.
Las primeras señales de ondas gravitacionales se detectaron en 2015. Dos años después, LIGO y Virgo detectaron una fusión de dos estrellas de neutrones que provocó una explosión denominada kilonova, observada posteriormente por decenas de telescopios de todo el mundo. Hasta la fecha, la red global ha detectado más de 80 fusiones de agujeros negros, dos probables fusiones de estrellas de neutrones y algunos sucesos que muy probablemente eran agujeros negros fusionándose con estrellas de neutrones. Durante O4, los investigadores e investigadoras esperan observar fenómenos cósmicos aún más energéticos y obtener una mayor comprensión sobre la naturaleza del universo.
Al igual que en periodos de observación anteriores, durante O4 se distribuirán públicamente alertas sobre candidatos a la detección de ondas gravitacionales. La información sobre cómo recibir e interpretar las alertas públicas está disponible en https://wiki.gw-astronomy.org/OpenLVEM.
Observatorios de ondas gravitacionales
LIGO está financiado por la NSF y operado por Caltech y el MIT, que concibieron y construyeron el proyecto. La financiación del proyecto LIGO Avanzado corrió a cargo de la NSF con Alemania (Sociedad Max Planck), el Reino Unido (Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas) y Australia (Consejo Australiano de Investigación), que realizaron importantes compromisos y contribuciones al proyecto. Más de 1.500 científicos y científicas de todo el mundo participan en el esfuerzo a través de la Colaboración Científica LIGO (LSC, de sus siglas en inglés), que incluye la Colaboración GEO. Otros socios adicionales pueden ser consultados en http://ligo.org/partners.php.
La Colaboración Virgo está compuesta actualmente por unos 850 miembros de 143 instituciones de 15 países diferentes (principalmente europeos). El Observatorio Gravitacional Europeo (EGO, de sus siglas en inglés) alberga el detector Virgo cerca de Pisa (Italia) y está financiado por el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Francia, el Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) de Italia y el Instituto Nacional de Física Subatómica (Nikhef) de los Países Bajos. La lista de los grupos de la Colaboración Virgo puede consultarse en https://www.virgo-gw.eu/about/scientific-collaboration/ . Más información disponible en la página web de Virgo: http://www.virgo-gw.eu.
KAGRA es un interferómetro láser con un brazo de 3 km de longitud situado en Kamioka, Gifu, Japón. El instituto que lo alberga es el Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos (ICRR), de la Universidad de Tokio, y el proyecto está co-patrocinado por el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ) y la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía (KEK). La colaboración KAGRA está compuesta por más de 480 miembros de 115 institutos de 17 países/regiones. La información general de KAGRA se encuentra en la página web https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/. Los recursos para investigadores e investigadoras están accesibles en http://gwwiki.icrr.u-tokyo.ac.jp/JGWwiki/KAGRA.