Hito histórico

En 2015, después de que LIGO comenzara a observar por primera vez en un programa actualizado llamado LIGO Avanzado, pronto hizo historia al realizar la primera detección directa de ondas gravitacionales. Las ondulaciones viajaron a la Tierra procedentes de la colisión de dos agujeros negros situados a 1.300 millones de años luz de distancia, un descubrimiento que condujo a la concesión del Premio Nobel en Física en 2017.

Desde entonces, su red de detectores ha descubierto nueve fusiones adicionales de agujeros negros y un choque explosivo de dos estrellas de neutrones. Ese evento, etiquetado como GW170817, generó no sólo ondas gravitacionales sino también luz, que fue observada por docenas de telescopios terrestres y espaciales.

“Nuestros tres detectores permitirá la triangulación precisa de las fuentes de ondas gravitacionales. Esto será un paso importante hacia nuestra búsqueda en la astronomía de multimensajeros (fenómenos astronómicos observables por distintos canales, como luz y ondas gravitacionales)”, comenta el portavoz de la colaboración Virgo, Jo van den Brand del centro Nikhef y la Universidad Libre de Amsterdam (Holanda).

La sensibilidad del detector se suele dar en términos de la distancia a la que se puede observar la fusión de un sistema binario de estrellas de neutrones. “Durante O2 Virgo Avanzado podía observar eventos asociados a estrellas de neutrones hasta una distancia de 88 millones de años luz”, comenta Alessio Rocchi, investigador del INFN y coordinador de la puesta en marcha de Virgo, “y ahora se tendrá mayor sensibilidad”.

Para lograrlo, Virgo ha reemplazado por completo los cables de acero que fueron usados en O2 para suspender los cuatro espejos principales del interferómetro de tres kilómetros de longitud, ha instalado una fuente de láser más potente, y aplica la llamada inyección de estados de vacío que aprovecha la naturaleza cuántica de la luz y mejora la sensibilidad.

Esta misma técnica es una actualización significativa también implementada en los dos interferómetros LIGO. Además, se ha doblado la potencia del láser con el objetivo de medir de manera más precisa el efecto del paso de ondas gravitacionales. Se han llevado a cabo otras mejoras en los espejos de ambos observatorios, con un total de cinco de los ocho espejos reemplazados con mejor rendimiento.

Grandes expectativas

Se espera que el resultado científico de O3 sea revolucionario, y potencialmente revelará nuevas señales emocionantes procedentes de nuevas fuentes tales como la fusión de sistemas binarios compuestos por un agujero negro y una estrella de neutrones. O3 tendrá asimismo como objetivo las ondas gravitacionales de larga duración, producidas por ejemplo por estrellas de neutrones girando de manera no simétrica con respecto a su eje de rotación.

Los científicos esperan observar hasta decenas de fusiones de estrellas de neutrones, como GW170817, que abrió la era de la astronomía de multimensajeros. También han mejorado el análisis de los datos en tiempo real y a posteriori, además de desarrollar más los procedimientos para el comunicado de las alertas públicas abiertas.

De hecho, notificarán en cuestión de cinco minutos a las comunidades de física y astronomía la observación de un candidato potencial de ondas gravitacionales. Esto permitirá hacer un seguimiento de la señal de onda gravitacional con búsquedas electromagnéticas y de neutrinos. Durante O3, la colaboración LIGO-Virgo también continuará comunicando los nuevos hallazgos a la sociedad, no solo a la comunidad científica.

Los responsables del proyecto también esperan que el detector japonés KAGRA se una a la red global LIGO-Virgo en la última parte de O3, aumentando así las capacidades de detección y apuntamiento de esta red global de detección de ondas gravitacionales.