Lentes gravitacionales podrían ubicar las fusiones de agujeros negros con mayor precisión        

Por: Andy Tomaswick, Universe Today.

15 de mayo de 2024

Ejemplo de lente gravitacional. Crédito de la imagen: Telescopio Hubble / NASA / ESA.

La astronomía de ondas gravitacionales ha sido uno de los nuevos enfoques dentro de los estudios astronómicos más populares, desde que el consorcio LIGO detectó oficialmente la primera onda gravitacional (GW) en 2016. Los astrónomos estaban entusiasmados con la cantidad de nuevas preguntas que podrían responderse utilizando esta técnica de detección que nunca antes había sido considerado. Pero se pierden muchos de los matices de las GW que LIGO y otros detectores han encontrado en los 90 candidatos a ondas gravitacionales que han encontrado desde 2016.

A los investigadores les resulta difícil determinar de qué galaxia proviene una onda gravitacional. Pero ahora, un nuevo artículo de investigadores de los Países Bajos tiene una estrategia y desarrolló algunas simulaciones que podrían ayudar a limitar la búsqueda del lugar de nacimiento de las GW. Para hacerlo, utilizan otro favorito de los astrónomos de todo el mundo: las lentes gravitacionales. Es importante destacar que se cree que los GW son causados ​​por la fusión de agujeros negros.

Estos acontecimientos catastróficos literalmente distorsionan el espacio-tiempo hasta el punto de que su fusión provoca ondas en la propia gravedad. Sin embargo, esas señales son extraordinariamente débiles cuando nos llegan y, a menudo, provienen de miles de millones de años luz de distancia. Los detectores como LIGO están diseñados explícitamente para buscar esas señales, pero aún es difícil obtener una relación señal-ruido sólida. Por lo tanto, tampoco son particularmente buenos para detallar de dónde proviene una señal GW en particular.

Pero los astrónomos pierden mucho contexto con respecto a lo que un GW puede decirles sobre su galaxia de origen si no saben de qué galaxia vino, ahí es donde entran en juego las lentes gravitacionales. Las lentes gravitacionales son un fenómeno físico mediante el cual la señal (en la mayoría de los casos, luz) proveniente de un objeto muy lejano es deformada por la masa de un objeto que se encuentra entre el objeto más alejado y nosotros aquí en la Tierra. Son los responsables de crear los "Anillos de Einstein", algunas de las imágenes astronómicas más espectaculares.

Sin embargo, la luz no es lo único que puede verse afectado por la masa: las ondas gravitacionales también pueden verse afectadas. Por lo tanto, es al menos posible que las propias ondas gravitacionales puedan ser deformadas por la masa de un objeto entre éste y la Tierra. Si los astrónomos son capaces de detectar esa deformación, también podrán decir de qué galaxia específica en un área del cielo proviene el signo GW.

Una vez que los astrónomos puedan rastrear la galaxia precisa, creando una onda gravitacional, el cielo “no” será el límite. Pueden reducir todo tipo de características no sólo de la propia galaxia generadora de ondas sino también de la galaxia que se encuentra frente a ella, creando la lente. Pero, ¿cómo deberían exactamente los astrónomos realizar este trabajo? Ese es el enfoque del nuevo artículo de Ewoud Wempe, estudiante doctoral de la Universidad de Groningen y sus coautores.

El artículo, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, detalla varias simulaciones que intentan delimitar el origen de una onda gravitacional lente. En particular, utilizan una técnica similar a la triangulación que utilizan los teléfonos móviles para determinar dónde están exactamente en relación con los satélites GPS.

El uso de esta técnica puede resultar fructífera en el futuro, ya que los autores creen que hay hasta 215.000 candidatos potenciales a lentes GW que serían detectables en conjuntos de datos de la próxima generación de detectores GW. Si bien estos todavía están en línea, los mundos teóricos y de modelado siguen trabajando arduamente tratando de determinar qué tipo de datos se esperarían para las diferentes realidades físicas de este nuevo tipo de observación astronómica.

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