Nova detección de ondas gravitacionais nun proxecto con participación galega

O 25 de abril de 2019 a rede de detectores de ondas gravitacionais formada polos dous detectores Advanced LIGO, en EEUU, e o detector europeo Advanced Virgo, en Italia, observaron un sinal, etiquetado como GW190425. Esta é a segunda observación dunha onda gravitacional consistente coa fusión dun sistema binario de estrelas de neutróns (BNS, polas súas siglas en inglés) tras o sinal GW170817. GW190425 foi detectado ás 08:18:05 UTC (tempo coordinado universal); aproximadamente 40 minutos despois, a Colaboración Científica LIGO e a Colaboración Virgo enviaron unha alerta para poñer en marcha as observacións de seguimento por parte doutros telescopios.

Estímase que a fonte de GW190425 está a unha distancia de 500 millóns de anos-luz da Terra e está localizada no ceo nunha área unhas 200 veces maior que a proporcionada para o sistema binario observado por LIGO e Virgo en 2017, a famosa GW170817. Isto débese a que o sinal GW190425 foi detectada unicamente cunha relación sinal-ruído elevada por LIGO-Livingston. Nese instante, o detector LIGO-Hanford estaba temporalmente non operativo, mentres que o sinal reconstruído en Virgo era débil, debido á diferenza en sensibilidade con respecto a LIGO-Livingston, e tamén pola probable dirección de orixe do sinal, unha rexión do ceo na que Virgo ten menos sensibilidade no momento de recepción. Esta menor precisión na localización no ceo fai moi complicado buscar contrapartidas (sinais electromagnéticos, neutrinos ou partículas cargadas). De feito, a diferenza de GW170817, non se atopou ningunha contrapartida ata a data. Con todo, os datos de Virgo utilizáronse posteriormente para mellorar a caracterización do sistema astrofísico.

Un sistema binario diferente aos coñecidos
Hai varias posibles explicacións sobre a orixe de GW190425. A máis probable é a fusión dun sistema binario de estrelas de neutróns. De forma alternativa, tamén podería producirse pola fusión dun sistema binario no que unha ou ambas as compoñentes fosen un buraco negro, mesmo aínda que non se observaron aínda buracos negros lixeiros no rango de masas consistente con GW190425. Ata o momento, unicamente baseándose nos datos de ondas gravitacionais, estes escenarios non poden descartarse. A masa total estimada do sistema binario é 3,4 veces a masa do Sol. Baixo a hipótese de que GW190425 orixinouse da fusión dun sistema BNS, este sería considerablemente diferente a todos os sistemas BNS coñecidos na nosa galaxia, cuxo rango de masa total está entre 2,5 e 2,9 veces a masa do Sol. Isto indica que o sistema de estrelas de neutróns que orixinou GW190425 puido formarse de maneira distinta aos sistemas BNS galácticos coñecidos.

“Aínda que a primeira fusión de estrelas de neutróns detectada por LIGO-Virgo (GW170817) foi unha sorpresa debido á súa proximidade con respecto ao Sistema Solar e á súa emisión brillante en luz visible, a segunda detección, GW190425, é máis misteriosa pola súa elevada masa total, que non concorda cos sistemas binarios de estrelas de neutróns detectados por radiotelescopios na nosa galaxia”, puntualiza Thomas Dent, coordinador de LIGO no IGFAE da USC. “O noso equipo está a ter actualmente un papel destacado na coordinación de análise de poboacións de fusións de sistemas binarios, co obxectivo de entender mellor a orixe deste tipo de eventos, así como contribuír á mellora da sensibilidade dos algoritmos de procura para aumentar a probabilidade de detectar máis fusións de estrelas de neutróns.”

GW190425 foi recoñecido como un evento candidato interesante pouco despois da súa detección. Foi publicado como unha alerta pública por LIGO-Virgo, da mesma forma que se fai con todos os eventos candidatos de ondas gravitacionais durante o terceiro período de observación, O3, actualmente en marcha. As alertas públicas son de acceso libre na Base de Datos de Eventos Candidatos de Ondas Gravitacionais.

Participación española nunha colaboración internacional

Actualmente, cinco institucións de investigación españolas participan na rede LIGO-Virgo para observar ondas gravitacionais. Ademais do IGFAE, toman parte a Universitat de les Illes Baleares (UIB) son membros da Colaboración Científica LIGO, e o Instituto de Ciències del Cosmos (ICCUB) da Universitat de Bacerlona, o Institut de Física d'Altes Energies (IFAE) da Universitat Autònoma de Barcelona en Barcelona (UB) e a Universidade de Valencia (UV).

A contribución española está financiada pola Axencia Estatal de Investigación, Ministerio de Ciencia, Innovación e Universidades, a través dos programas AYA e PFA, programas de Excelencia Severo Ochoa e María de Maeztu, programas de financiamento da Unión Europea, Fondos FEDER, fondo social Europeo, Consellería de Educación, Universidade e Formación Profesional da Xunta de Galicia, Vicepresidència i Conselleria d'Innovació, Recerca i Turisme, Conselleria d' Educació, i Universitats do Govern de les Illes Balears, Conselleria d’ Educació, Investigació, Cultura i Esport da Generalitat Valenciana, programa CERCA da Generalitat de Catalunya, e teñen o apoio da Rede Española de Supercomputación (RES).