San Francisco Frontiers - Escuchado por primera vez un ruido de fondo cósmico

Estos resultados, desvelados el jueves, son fruto de una vasta colaboración de los mayores radiotelescopios del mundo que consiguieron captar esta vibración del Universo con "la precisión de un reloj", celebran los autores de estos trabajos publicados simultáneamente en varias revistas científicas.

Las ondas gravitacionales fueron predichas por Einstein en 1916, pero no pudieron ser detectadas hasta cien años después. Se tratan de ínfimas perturbaciones del espacio-tiempo, parecidas a las ondas de agua en la superficie de un estanque.

Estas oscilaciones, que se propagan a la velocidad de la luz, nacen por el efecto de eventos cósmicos violentos como la colisión de dos agujeros negros.

Aunque están vinculadas a fenómenos masivos, su señal es extremadamente tenue. En 2015, los detectores de ondas gravitatorias Ligo (Estados Unidos) y Virgo (Europa) revolucionaron la astrofísica al detectar un estremecimiento de menos de un segundo procedente de la colisión entre dos agujeros negros con una masa diez veces superior a la del Sol.

Esta vez, una señal mucho más dilatada en el tiempo evoca un fenómeno de mayor escala, captado por una red de telescopios de Europa, Norteamérica, India, Australia y China del consorcio International Puslar Timing Array (IPTA).

"Hablamos de ondas gravitatorias generadas por agujeros negros de varios millones a varios miles de millones de veces la masa del Sol", dice a la AFP Gilles Theureau, astrónomo del Observatorio de París-PSL.

- El "tic-tac" de los púlsares -

Para detectar estas ondas, los científicos emplearon un nuevo instrumento: lo púlsares de la Vía Láctea. Estas estrellas tienen una masa equivalente a una o dos veces la del Sol, pero comprimida en una esfera de una decena de kilómetros de diámetro.

Ultracompactos, estos astros giran sobre sí mismos a gran velocidad, hasta 700 vueltas por segundo, explica el investigador del CNRS.

Esta rotación desenfrenada produce una radiación magnética en sus polos, que se parece al haz de luz de un faro, detectable gracias a las ondas de radio emitidas a baja frecuencia.

A cada vuelta, los púlsares envían unos "pitidos" ultrarregulares, que se erigen como "destacados relojes naturales", explica Lucas Guillemot, del laboratorio de física y química del medioambiente y del espacio (LPC2E) de Orleans.

Los científicos catalogaron grupos de púlsares para obtener una "malla celeste" en los meandros del espacio-tiempo.

Pudieron medir una ínfima perturbación en su tic-tac, con "cambios inferiores a una millonésima de segundo sobre más de 20 años", según Antoine Petiteau, del Comisariado de la Energía Atómica (CEA) de Francia.

Estos retrasos están correlacionados, señal de una "perturbación común en todos los púlsares": la firma característica de las ondas gravitacionales, apunta Gilles Theureau.

"Fue un momento mágico", explicó en una rueda de prensa Maura McLaughlin, de la red estadounidense Pulsar Search Collaboratory.

- Como un restaurante bullicioso -

¿Cuál es el origen de estas ondas? La hipótesis principal apunta a parejas de agujeros negros supermasivos, cada uno de ellos con un tamaño superior a nuestro sistema solar, "listos para chocarse", explica Theureau.

Antoine Petiteau describe a dos colosos que "giran uno alrededor del otro antes de fusionarse", un baile que provoca ondas gravitacionales de "un periodo de varios meses a varios años".

Un ruido de fondo continuo que Michael Keith, de la red europea EPTA (European Pulsing Timing Array), compara con "un restaurante bullicioso con mucha gente hablando a tu alrededor".

Las mediciones no permiten todavía decir si este ruido evoca la presencia de varias parejas de agujeros negros o de toda una población. Otra hipótesis sugiera un origen procedente de los primeros años del Universo, conocido como el periodo de inflación.

"Abrimos una nueva ventana al Universo", dice Theureau. "Añadimos una nueva gama de vectores de información", complementaria a las investigaciones de Ligo y Virgo, que operan sobre distintas longitudes de ondas, dice Petiteau.

Esto podría, entre otras funciones, esclarecer el misterio de la formación de los agujeros negros supermasivos.

Sin embargo, deberán profundizar los estudios antes de llegar a una detección totalmente sólida, que se espera para dentro de un año.

El criterio absoluto es que "haya menos de una posibilidad entre un millón de que esto ocurra por casualidad", subrayan en un comunicado el Observatorio de París, el CNRS, el CEA y las universidades de Orleans y Paris Cité.

M.Powell--SFF