MADRID, 27 Mar. (EUROPA PRESS) -
La mayoría de las ondas gravitacionales resultan indistinguibles, superpuestas y sumadas, creando una señal de fondo plana y difusa llamada 'fondo de onda gravitacional estocástica' (SGWB).
Desde 2015, los grandes interferómetros terrestres LIGO, Virgo y KAGRA han permitido detectar estas señales -ondulaciones en el espacio/tiempo producidas por diveros eventos cósmicos-, aunque solo se han observado alrededor de un centenar, una fracción infinitesimal del total.
Una nueva investigación de SISSA (International School of Advanced Studies), publicada en The Astrophysical Journal, propone utilizar una constelación de tres o cuatro interferómetros espaciales para mapear el fondo plano y casi perfectamente homogéneo en busca de ondas. Estas pequeñas fluctuaciones, conocidas por los científicos como anisotropías, contienen la información necesaria para comprender la distribución de las fuentes de ondas gravitacionales en la mayor escala cosmológica.
Los investigadores están convencidos de que los detectores de próxima generación, como el telescopio Einstein y la antena espacial del interferómetro láser (LISA), harán posible la medición directa del fondo de ondas gravitacionales en un futuro previsible.
"Sin embargo, medir estas fluctuaciones de fondo, conocidas más correctamente como anisotropías, seguirá siendo extremadamente difícil, ya que identificarlas requiere un nivel muy alto de resolución angular que no poseen los instrumentos topográficos actuales y de próxima generación", explica en un comunicado Giulia Capurri, estudiante de doctorado y primera autora del estudio.
Capurri ha sugerido que este problema podría superarse mediante una 'constelación' de tres o cuatro interferómetros espaciales en órbita solar y cubriendo una distancia aproximada a la que existe entre la Tierra y el Sol. Con una separación cada vez mayor, los interferómetros logran una mejor resolución angular, mejorando su capacidad para distinguir fuentes de ondas gravitacionales.
"Una constelación de interferómetros espaciales en órbita alrededor del Sol podría permitirnos ver fluctuaciones sutiles en la señal de fondo gravitacional, lo que nos permitiría extraer información valiosa sobre la distribución de agujeros negros, estrellas de neutrones y todas las demás fuentes de ondas gravitacionales en el universo". dice Capurrí.
Tras el éxito de la prueba de la misión espacial del proyecto LISA, actualmente hay dos propuestas para la creación de constelaciones de interferómetros espaciales: una europea, el Big Bang Observatory (BBO), y una japonesa, el Deci-hertz Interferometer Gravitational-wave Observatory (DECIGO).
"Este representa uno de los primeros trabajos para proporcionar predicciones específicas del tamaño del fondo estocástico de las ondas gravitacionales de una constelación de instrumentos que orbitan alrededor del Sol. Junto con otros proyectos similares cuyos detalles se publicarán a su debido tiempo, serán cruciales para desarrollando un diseño óptimo para futuros instrumentos de observación que esperamos se construyan y pongan en servicio en las próximas décadas", concluye Carlo Baccigalupi, profesor de cosmología teórica en SISSA y supervisor de Capurri.
En la era de la astronomía multimensajero, que comenzó con interferómetros terrestres como LIGO y Virgo, el fondo de ondas gravitacionales podría allanar el camino hacia una nueva comprensión del universo a gran escala, como ya sucedió con el fondo cósmico de microondas, según los autores.