BEIJING, 30 may (Xinhua) -- Desde la detección de las ondas gravitacionales, los científicos están ansiosos por encontrar señales electromagnéticas que se correspondan con las mismas. Y esta será una misión importante para el telescopio espacial de China, el Telescopio de Modulación de Rayos X Duros (HXMT, siglas en inglés), que se lanzará pronto.
Una onda gravitatoria es una perturbación del espacio-tiempo producida por un cuerpo masivo acelerado en algunos de los procesos más violentos y energéticos del universo. Albert Einstein predijo la existencia de ese tipo de ondas en 1916 en su teoría de la relatividad general.
Los cálculos de Einstein muestran que los objetos masivos acelerados, tales como las estrellas de neutrones o los agujeros negros que se orbitan entre sí, podrían interrumpir el espacio-tiempo de tal manera que las "ondas" del espacio distorsionado radiasen desde la fuente, como las ondas se propagan desde el punto en el que se tira una roca en un lago.
Estas ondas viajarían a la velocidad de la luz a través del universo, llevando con ellas información sobre sus orígenes, así como indicios de valor incalculable sobre la naturaleza de la propia gravedad.
Las ondas gravitacionales más fuertes se producen en eventos como el choque de agujeros negros, explosiones de supernovas, la coalescencia de estrellas de neutrones o enanas blancas, la ligera rotación titubeante de estrellas de neutrones que no son esferas perfectas o los restos de la radiación gravitatoria creada en el nacimiento del mismo universo.
El 11 de febrero de 2016, el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO, siglas en inglés), en Estados Unidos, anunció la primera observación de ondas gravitatorias, generadas en la fusión de agujeros negros, en lo que fue la primera vez que se detectó de forma directa una fusión binaria de agujeros negros. El 15 de junio de 2016, se dio a conocer la segunda detección de ondas gravitatorias producidas en un choque de agujeros negros.
Xiong Shaolin, científico del Instituto de Física de Alta Energía de la Academia de Ciencias de China (ACCh), explicó que la exactitud de la posición de todos los eventos de ondas gravitatorias detectados hasta ahora es aún muy pobre.
Si los científicos pueden encontrar señales electromagnéticas en posiciones y tiempos similares de los eventos de ondas gravitacionales, se incrementará la fiabilidad de la detección. Un análisis combinado de las ondas gravitatorias y las señales electromagnéticas ayudará revelar más sobre los cuerpos celestes emisores de ondas gravitacionales, dijo Xiong.
Los científicos aún tendrán que detectar señales electromagnéticas que correspondan a las ondas gravitatorias.
La comunidad científica consideraría un gran descubrimiento la detección de ondas gravitatorias y las correspondientes señales electromagnéticas. Algunos sospechan que los misteriosos brotes de rayos gamma podrían ser señales electromagnéticas que corresponden a las ondas gravitatorias.
Los estallidos de rayos gamma son explosiones extremadamente energéticas que se han observado en galaxias distantes. Son los eventos electromagnéticos más brillantes conocidos en el universo. Pueden durar desde varios milisegundos a más de una hora.
Se cree que la radiación intensa de los eventos explosivos de rayos gamma que más se observan es emitida por una supernova, en un proceso en el que una estrella de alta masa en rotación acelerada colapsa para formar una estrella de neutrones o un agujero negro. No obstante, una subclase de estas explosiones parecen originarse de un proceso distinto: una fusión de estrellas de neutrones binarias o la fusión de una estrella de neutrones y un agujero negro.
Aproximadamente 0,4 segundos después de que el primer evento gravitacional fuera detectado el 14 de septiembre de 2015, el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA detectó un brote relativamente débil de rayos gamma que duró alrededor de un segundo.
Sin embargo, los científicos están en desacuerdo sobre si estos eventos están relacionados, y no se ha detectado otro evento de explosión de rayos gamma. Se necesitan más evidencias para aclarar la relación entre los estallidos de rayos gamma y las ondas gravitacionales.
"No tenemos claros muchos detalles de los brotes de rayos gamma. Por ejemplo, ¿cómo se libera la energía durante un brote de rayos gamma?", indicó Zhang Shuangnan, científico jefe del HXMT y director del Laboratorio Clave de Astrofísica de Partículas de la ACCh.
"Desde la detección de las ondas gravitacionales, el estudio de los brotes de rayos gamma se ha vuelto más importante. En la investigación de la astrofísica es insuficiente estudiar solo las señales de las ondas gravitatorias. Necesitamos utilizar las correspondientes señales electromagnéticas, que son más familiares para los astrónomos, para facilitar la investigación sobre las ondas gravitacionales", destacó Zhang.
El telescopio HXMT tiene un área de detección efectiva para el seguimiento de rayos gamma 10 veces mayor que el telescopio Fermi. Se estima que Insight puede detectar cerca de 200 brotes de rayos gamma diariamente. "El HXMT puede jugar un papel vital en la búsqueda de señales electromagnéticas correspondientes a las ondas gravitacionales", dijo Zhang.
"Si el HXMT puede detectar señales electromagnéticas correspondientes a ondas gravitatorias, será su descubrimiento científico más maravilloso", expresó.
No obstante, si no detecta ningún brote de rayos gamma relacionado con las ondas gravitacionales, significa que el modelo que sugiere que las ondas gravitacionales pueden generar brotes de rayos gamma está equivocado, añadió.
Xiong señaló que todas las ondas gravitacionales detectadas por el LIGO fueron producidas por fusiones de agujeros negros, lo cual muchos científicos creen que no puede generar señales electromagnéticas. Después de la actualización de la sensibilidad del LIGO en 2020, se espera que pueda detectar ondas gravitacionales producidas por fusiones de dos estrellas de neutrones, eventos que también podrían generar brotes de rayos gamma.
A diferencia de los aparatos similares de otras naciones, el HXMT dispone de capacidades únicas para detectar los brotes de rayos gamma, subrayó Zhang. El telescopio cuenta con la mayor área de detección y una elevada sensibilidad dentro del rango de energía de 200 mil electronvoltios (keV) a varios megaelectronvoltios (MeV).
