En el mes de septiembre, comenzará a operar el primer telescopio del proyecto TOROS,
a 4650 metros de altura, sobre el cerro Macón. Su misión será detectar potentes eventos
astronómicos en galaxias distantes, con el fin de descubrir, por primera vez, las ondas
gravitacionales predichas por Einstein.
Hace 100 años, Einstein predijo la existencia de ondas gravitacionales, las cuales generarían alteraciones en el espacio-tiempo. Un siglo después, la tecnología ha avanzado lo suficiente para que su teoría esté a punto de ser corroborada y la Argentina colaborará con dicho propósito a través del proyecto TOROS (Transient Optical Robotic Telescope of the South).
El astrónomo argentino Mario Díaz, director del Centro de Ondas Gravitacionales de la
Universidad de Texas y representante del proyecto TOROS en EE.UU., comentó a la
Agencia CTyS que “en la historia de la física nunca transcurrió tanto tiempo desde que
se predijo una onda o partícula hasta que se la logró descubrir”.
Por ejemplo, el famoso bosón Higgs, descubierto con el Gran Colisionador de Hadrones
-la Máquina de Dios- en 2013, había sido predicho unos 40 años antes. Si el hallazgo
del bosón de Higgs revolucionó al mundo científico, detectar ondas gravitacionales
podría significar un impacto aun mayor.
“Se abriría un nuevo campo para el estudio del Universo”, aseguró Díaz. Y agregó: “En
efecto, la investigación más costosa que hoy lleva adelante la Fundación Nacional de Ciencia de EE.UU. tiene como propósito detectar las ondas gravitacionales”.
Mario Díaz forma parte de ese costoso proyecto, llamado LIGO (Laser Interferometer
Gravitational-Wave Observatory), que comenzará a funcionar nuevamente en
septiembre, momento en que ya estará en operaciones el prototipo del telescopio
robótico de TOROS en la Puna salteña.
El director del Observatorio Astronómico de Córdoba y del Instituto de Astronomía
Teórica y Experimental (IATE), Diego García Lambas, señaló que “desde fines de abril se realizarán campañas sucesivas al cerro Macón, de no menos de cuatro personas en cada ocasión, y la expectativa es poder comenzar con el barrido del cielo en los próximos meses”.
Mientras se empiece a obtener datos con el prototipo, se avanzará en el establecimiento del telescopio definitivo de TOROS. “Ahora, tenemos la cúpula en Córdoba, para trabajar en su automatización”, precisó el doctor Lambas, representante argentino en este proyecto internacional.
Una vez que la cúpula esté automatizada, será trasladada al cerro Macón y la intención es que esté disponible para su uso antes de fin de año. “Debemos tener todo listo, porque podríamos recibir el telescopio TOROS en algún momento de 2016”, contó el investigador a la Agencia CTyS.
El desafío de detectar las distorsiones del espacio-tiempo
Las ondas gravitacionales, provocadas por grandes eventos astronómicos, generan distorsiones en el espacio-tiempo. Pero, al igual que las ondas producidas por una piedra que cae en un lago, se van reduciendo a medida que se alejan de su punto de origen.
“Estimamos que los instrumentos del proyecto LIGO serán capaces de detectar las pequeñas alteraciones que lleguen hasta nuestro planeta desde regiones del Universo que están a mas de 9000 cuatrillones de kilómetros, en un espacio que incluye cientos de miles de galaxias”, indicó el doctor Mario Díaz. A su vez, el telescopio óptico de TOROS aportará información complementaria de estos fenómenos.
Llevará un par de años que los instrumentos de LIGO alcancen su potencial de diseño.
Ese tiempo servirá para que los investigadores argentinos, chilenos, estadounidenses e
italianos asociados al proyecto TOROS mejoren el sistema de identificación de los
eventos astronómicos que son los mayores candidatos de producir ondas gravitacionales.
Los eventos astronómicos que buscará el proyecto TOROS
La fusión de estrellas de neutrones sería la fuente más clara de emisión de ondas
gravitacionales. Las estrellas de neutrones son objetos muy compactos, con una masa
semejante a la del sol, pero comprimida en un espacio muy pequeño, de apenas 10
kilómetros en ocasiones.
Cuando dos o más estrellas de neutrones están relativamente cerca, comienzan a
atraerse gravitacionalmente. Por esa atracción mutua, empiezan a girar a gran velocidad,
hasta que, finalmente, chocan. Al colisionar, se estima que explotarían creando un
agujero negro, aumentando enormemente la amplitud de las ondas gravitacionales y,
creando también, un resplandor muy potente.
“Si bien, hasta hoy, nunca se ha detectado la fusión de dos estrellas de neutrones,
tenemos detectados sistemas binarios de estrellas de neutrones y sabemos cuanto tiempo
van a tardar en fusionarse”, aseveró Díaz.
Hay científicos que sostienen que, hace mil años, se produjo una fusión de estrellas de
neutrones en nuestra Galaxia, que se puede observar por un aumento en la radiación en
la corteza terrestre de aquella época.
Pero un fenómeno tal se produce muy pocas veces y, por eso, hay que buscar en miles
de galaxias hasta encontrarlo. En efecto, el telescopio de TOROS barrerá una porción
grande del cielo y a gran profundidad, hasta encontrar fusiones de estrellas.
“Al estudiar un volumen grande del Universo, a una distancia de hasta 600 millones de
años luz, los instrumentos de TOROS encontrarán muchos destellos que no serán
fusiones de estrellas de neutrones y, por eso, será determinante que, de manera
automatizada, los telescopios puedan clasificar la gran cantidad de información que irán
capturando”, declaró el astrónomo a la Agencia CTyS.
Una fusión de estrellas de neutrones no genera el mismo destello que una supernova,
por ejemplo. Ambos fenómenos son transitorios, porque no perduran por mucho tiempo
y la luz que emiten varía día a día. Si bien hay muchos tipos de eventos transitorios, no
todos ellos generan la misma curva de luz y, por esa diferencia, es que pueden ser
clasificados.
Los telescopios robóticos de TOROS
El prototipo que estará en operaciones en septiembre, a 360 kilómetros de la ciudad de Salta, será de utilidad para perfeccionar el sistema de clasificación de los eventos transitorios que sean observados.
En 2016, se establecería el telescopio definitivo de TOROS. “Será un poco más grande,
de 60 centímetros, y la gran diferencia es que tendrá un corrector óptico que le permitirá
estudiar un campo ancho del cielo, lo que será clave para poder detectar fenómenos que
no son muy frecuentes”, especificó Díaz.
Estados Unidos contribuirá con una cifra cercana al millón de dólares para este
telescopio que se alojará en Salta, en tanto que Argentina deberá invertir una parte
semejante para su instalación, operación y mantenimiento.
Las ondas gravitacionales y el falso Nóbel
El año pasado, se anunció el hallazgo de ondas gravitacionales y, de inmediato, se pensó
que tal descubrimiento era digno del Premio Nóbel de la Física. Pero, pocas semanas
después, se advirtió que había existido un error en dicha investigación.
El doctor Díaz recordó que ese anuncio, realizado por los científicos del proyecto
Bíceps, se había basado en las alteraciones en la distribución del fondo cósmico de
ondas electromagnéticas. Pero lo cierto es que dicha perturbación no había sido
provocada por las ondas gravitacionales, sino por la presencia del polvo galáctico.
“Si hubieran podido observar alteraciones gravitacionales en el fondo cósmico de la
radiación de microondas, hubiera sido un hallazgo espectacular, pero, aun así, habrían
encontrado una reliquia, algo pasado, como si fuera un dinosaurio en una piedra, porque
el fondo de radiación de microondas tuvo su origen hace mucho tiempo, unos 300 mil
años después del Big Bang”, observó Díaz.
En tanto, el proyecto LIGO busca encontrar ondas gravitacionales que sean presentes y
lleguen hasta nosotros. Aunque, claro, no son perceptibles en la vida cotidiana y se está
invirtiendo tecnología de última generación para intentar detectarlas por primera vez.
“Se espera que podamos lograrlo en menos de cinco años”, se esperanzó el investigador
argentino.
El potencial de los instrumentos del proyecto LIGO
Según la teoría de Einstein, ante la presencia de masas muy compactas, como lo son las
estrellas de neutrones, se debería deformar el espacio de tres dimensiones.
Y cuando dos estrellas empiezan a fusionarse, esa deformación sería mucho más notoria. Sin embargo, la alteración que llega de estos eventos producidos a millones de años luz fue hasta hoy imperceptible.
“Para poder percibir esta alteración, se construyó LIGO, que consiste en un rayo láser
que, en condiciones de vacío, rebota entre dos espejos ubicados a una distancia de
cuatro kilómetros entre sí”, explicó Díaz. Y añadió: “Lo que estimamos es que las ondas
gravitacionales modificarán la distancia entre los espejos y el sistema está preparado
para captar alteraciones diminutas en la distancia, incluso, más pequeñas que un
protón”.
