Los detectores de ondas gravitacionales inician un nuevo periodo de observación

La colaboración LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) ha comenzado una nueva serie de observaciones con instrumentos mejorados, nuevos modelos de señal aún más precisos y métodos de análisis de datos más avanzados. La colaboración LVK está formada por científicos 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, o fluctuaciones en el espacio-tiempo, generadas por la colisión de agujeros negros y otros fenómenos cósmicos extremos.

Este nuevo periodo de observación, conocido como O4, promete llevar la astronomía de ondas gravitacionales al siguiente nivel. O4 comenzó este 24 de mayo y durará 20 meses. Será la búsqueda de ondas gravitacionales más sensible realizada hasta el momento.

"Gracias al trabajo realizado por más de mil personas en los últimos años, obtendremos nuestra visión más profunda sobre las ondas gravitacionales y el universo", declara Jess McIver, portavoz de la Colaboración Científica LIGO (LSC). "Una búsqueda más sensible implica que aprenderemos más sobre los agujeros negros y las estrellas de neutrones, a la vez que aumentarán las posibilidades de que encontremos algo nuevo. Estamos muy ilusionados por ver qué hay ahí fuera".

Aunque los tres observatorios van a participar en esta nueva serie de observaciones, no todos han comenzado a trabajar a la vez: LIGO reanudó sus operaciones el 24 de mayo, mientras que Virgo se incorporará a finales de año. KAGRA comenzó a medir también el pasado 24 de mayo y parará dentro de un mes, reincorporándose más adelante tras algunas mejoras.

El detector Virgo continuará con las operaciones de mejora con el fin de aumentar su sensibilidad antes de unirse al O4 a finales de este año. "En los últimos meses, hemos identificado varias fuentes de ruido y avanzado satisfactoriamente en la mejora de la sensibilidad, pero aún no se ha alcanzado el objetivo que diseñamos", declara el recientemente elegido portavoz de Virgo, Gianluca Gemme. "Estamos convencidos de que alcanzar la mayor sensibilidad posible para el detector es la mejor forma de maximizar su potencial de descubrimiento".

KAGRA ha comenzado a funcionar con la sensibilidad prevista para el inicio del O4. Jun'ichi Yokoyama, presidente del Congreso Científico de KAGRA, afirma: "KAGRA es el primer detector de 2.5ª generación que comenzó a funcionar 20 años después que LIGO. Nos uniremos a O4 durante un mes y más tarde reanudaremos su puesta en marcha tras mejorar aún más la sensibilidad de detección".

Con el aumento de la sensibilidad de los detectores, durante O4 se observará una fracción del universo mayor que en las anteriores series de observación. Los detectores LIGO han comenzado O4 aproximadamente un 30% más sensibles que en periodos de observación anteriores. Este incremento en la sensibilidad se traducirá en una mayor tasa de señales de ondas gravitacionales observadas, lo que a su vez implicará la detección de una fusión cada 2 o 3 días. Además, el incremento de sensibilidad aumentará la capacidad de extraer más información física de los datos. Todo ello mejorará la capacidad de los científicos para poner a prueba la teoría de la relatividad general de Einstein y deducir la verdadera población de estrellas muertas en el universo local.

Las primeras señales de ondas gravitacionales se detectaron en 2015. Dos años más tarde, 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 mundial 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 esperan observar fenómenos cósmicos aún más energéticos y seguir avanzando en el conocimiento sobre la naturaleza del universo.

Participación española en estos observatorios de ondas gravitacionales

Más de 1.500 científicos de todo el mundo participan en la colaboración científica LIGO. Desde España, participan en LIGO los grupos de la Universidad de Santiago de Compostela y de la Universidad de las Islas Baleares.

Por su parte, la colaboración Virgo está compuesta actualmente por unos 850 miembros de 143 instituciones de 15 países diferentes (principalmente europeos). La participación española en esta colaboración es altamente numerosa, consolidándose con investigadores pertenecientes al Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), Universitat de Barcelona (UB), Universitat de València (UV), Universidad Politécnica de Madrid (UPM), Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) y el Instituto de Física Teórica (IFT, UAM-CSIC).

Finalmente, la colaboración científica KAGRA incluye a más de 480 miembros de 115 institutos de 17 países diferentes. En esta colaboración, desde España participan investigadores del Instituto de Física Teórica (IFT, UAM-CSIC).