La era de la astronomía gravitatoria

La esperanza de la astrofísica en las ondas gravitatorias –vibraciones del entramado espacio-tiempo causadas por un objeto a gran velocidad– se remonta a 1974, cuando fue confirmada su existencia de forma indirecta. Como explica Pilar Ruiz-Lapuente, profesora de la Universidad de Barcelona, “el pulsar Hulse-Taylor (PSR 1913+16)–sistema formado por dos estrellas de neutrones que giran en torno a su centro de masas común– pierde energía y momento angular debido a la emisión de esas vibraciones. Así, al irse acercando, el periodo de revolución de las estrellas desciende: la disminución observada concuerda con lo que predice la relatividad general”.

Esta confirmación sirvió para que se empezaran a plantear proyectos serios de captación directa. Físicos como el estadounidense Kip Thorne se dieron cuenta de que ciertas situaciones extremas pueden generar ondas lo suficientemente intensas como para justificar la inversión en máquinas que las registren. Así nació el proyecto LIGO, que ha costado hasta el momento unos mil millones de dólares. En Europa, desde inicios del siglo XXI también se han puesto en marcha dos observatorios: el alemán GEO600 y el italiano Virgo.

A pesar de que constituyen una proeza tecnológica, los telescopios instalados en tierra firme están lastrados por problemas como el ruido sísmico: al ser tan sensibles, captan cualquier leve sacudida, incluso la provocada por el paso de un tren en la lejanía. Estas perturbaciones, a la que se añaden los cambios de temperatura en los cristales que componen el experimento, impiden que capten señales de baja frecuencia. Por eso deben conformarse con la reverberación espaciotemporal correspondiente a los instantes más violentos -que suelen producirse al final– de cataclismos cósmicos como la fusión de agujeros negros.

Para sortear el problema de los temblores y ampliar el umbral de la sensibilidad de este tipo de aparatos, en Japón se está construyendo un observatorio bajo tierra, en el interior de una mina. Bautizado como Detector de Ondas Gravitatorias Kamioka (KAGRA), consiste en dos túneles de tres kilómetros de largo y estará operativo a partir de 2017 o 2018. El nuevo complejo científico incorporará elementos de precisión ultrasensibles, como cristales criogénicos, es decir, enfriados a temperaturas bajísimas. La principal misión del KAGRA será captar señales de estrellas binarias de neutrones.
Trío de platillos volantes

Pero ha sido la Agencia Espacial Europea (ESA) la que ha planteado el proyecto más original y ambicioso hasta la fecha: montar un interferómetro en el espacio, a salvo de los ruidos terrenales ajenos a las ondas. Como la ubicación no impone ningún límite, las tres naves de la misión estarán conectadas entre sí por rayos láser a una distancia de un millón de kilómetros. Aunque el proyecto original, en marcha desde 2000, tuvo que replantear y moderar sus objetivos iniciales, hoy sigue adelante con el nombre de eLISA. El pasado 3 de diciembre se lanzó con éxito al espacio la sonda LISA Pathfinder para probar sus instrumentos.

El ingeniero aeronáutico César García Marirrodriga lleva doce años implicado en el proyecto LISA Pathfinder –“un precursor tecnológico de los futuros observatorios espaciales”, asegura– y, desde hace cuatro, es su director. Según nos explica, este aparato logrará registrar ondas de baja frecuencia, de 0,0001 a 0,1 hercios, cuando LIGO detecta objetos que emiten señales de entre 1 y 1.000 Hz. La interferometría láser ya forma parte del presente y el –emocionante– futuro de la astronomía. ¡Permaneced atentos!

Más información sobre el tema en el artículo La nueva onda de la astrofísica, escrito por Roger Corcho. Puedes leerlo en el número 421 de Muy Interesante. Foto: observatorio LIGO.