Tras los grandes descubrimientos de ondas gravitacionales realizados con los detectores LIGO en EE UU y Virgo en Europa, los científicos plantean la construcción de nuevos y más sensibles observatorios de este tipo para seguir avanzando en el nuevo campo de la astronomía que han abierto.

Esta semana el consorcio del denominado Telescopio de Einstein (Y) ha presentado una propuesta para incluirlo en la actualización de 2021 de la hoja de ruta del Foro Estratégico Europeo para Infraestructuras de Investigación (ESFRI), el programa que describe las principales infraestructuras de investigación futuras en Europa.

Se propone incluir este avanzado observatorio terrestre de ondas gravitacionales en la actualización de 2021 de la hoja de ruta del Foro Estratégico Europeo para Infraestructuras de Investigación (ESFRI)

ET es el proyecto más ambicioso para un futuro observatorio terrestre de ondas gravitacionales. Su diseño conceptual ha sido apoyado por una subvención de la Comisión Europea, y el consorcio que lo promueve está integrado por multitud de centros de investigación y universidades en Europa con el apoyo político de cinco países: Bélgica, Polonia, España y Países Bajos, liderados por Italia.

El Observatorio Gravitacional Europeo (EGO) del país transalpino será su sede temporal, pero el proyecto reúne a cerca de 40 instituciones científicas y académicas europeas de Francia, Alemania, Hungría, Noruega, Suiza y Reino Unido.

Actualmente se están evaluando dos sitios para la realización de la infraestructura ET: Euregio Meuse-Rhine, en las fronteras de Bélgica, Alemania y los Países Bajos, y en Cerdeña, Italia. Estos sitios están siendo estudiados y se tomará una decisión sobre la ubicación dentro de los próximos cinco años.

Nuevo observatorio para la astronomía multimensajero

Los asombrosos logros científicos de los actuales Advanced Virgo y LIGO en los últimos cinco años iniciaron la era de la astronomía de ondas gravitacionales. La aventura comenzó con la primera detección directa de estas ondas en septiembre de 2015 y continuó en Agosto de 2017 cuando los dos observatorios registraron ondas gravitacionales emitidas por dos estrellas de neutrones en fusión.

ET detectará fusiones de agujeros negros, lo que contribuirá a comprender mejor estos objetos, además de registrar miles de choques de estrellas de neutrones y explorar la física nuclear que controla las explosiones de supernovas

Simultáneamente, las señales de este evento se observaron con una variedad de telescopios electromagnéticos (en la tierra y en el espacio) en todo el rango de longitud de onda observable, desde ondas de radio hasta rayos gamma. Esto marcó el comienzo de la era de la astronomía multimensajero con ondas gravitacionales.

La reciente observación de Advanced Virgo y Advanced LIGO de la fusión de dos agujeros negros estelares para crear un agujero negro 142 veces más masivo que el Sol (el llamado agujero negro de masa intermedia) demostró la existencia de estos objetos previamente desconocidos en nuestro universo.

Pero para aprovechar al máximo el potencial de esta nueva disciplina, se necesita una nueva generación de observatorios. El Einstein Telescope permitirá a los científicos detectar cualquier fusión de dos agujeros negros de masa intermedia y contribuir así a la comprensión de su formación y evolución. Esto arrojará nueva luz sobre el universo oscuro y aclarará los papeles de la energía oscura y la materia oscura en la estructura del cosmos.

ET explorará la física de los agujeros negros en detalle. Estos son cuerpos celestes extremos que predice la teoría de la relatividad general de Albert Einstein, pero también son lugares donde esa teoría puede fallar debido al campo gravitacional extremadamente fuerte.

ET operando en la noche. / Williams (STScI), el equipo de campo profundo del Hubble y la NASA

El nuevo telescopio también detectará miles de fusiones o coalescencias de estrellas de neutrones por año mejorando nuestra comprensión del comportamiento de la materia en condiciones tan extremas de densidad y presión que no se pueden producir en ningún laboratorio. Además, se podrá explorar la física nuclear que controla las explosiones de supernovas de las estrellas.

La tercera generación

Estos desafíos científicos necesitan un nuevo observatorio, como ET, capaz de observar ondas gravitacionales con una sensibilidad de al menos un orden de magnitud mejor que los detectores actuales de la denominada segunda generación (hubo otra anterior).

El Einstein Telescope formará parte de la tercera generación, se ubicará en una nueva infraestructura y aplicará tecnologías que mejorarán drásticamente las actuales, según sus promotores. Se espera que le siga un proyecto complementario en EE UU: Explorador cósmico.

Participación española en el observatorio ET

El Einstein Telescope ha despertado un gran interés en la comunidad científica española implicada en ondas gravitacionales, que incluye a todos los centros que actualmente participan en programas terrestres (LIGO / Virgo / KAGRA) y espaciales (LISA). Investigadores de España han contribuido de forma significativa al desarrollo del programa de física de ET, así como a la preparación del informe de su diseño técnico.

Además, motivados por el desarrollo de nuevas tecnologías y los potenciales retornos significativos para la industria española, también se ha brindado un apoyo explícito por parte de instituciones de investigación, incluidas algunas Infraestructuras Científicas y Técnicas Singulares (ICTS, marcadas con un * en el siguiente listado).

En total, 23 instituciones españolas se sumaron a la iniciativa ET ESFRI, lo que resultó en el apoyo político formal de España a la candidatura. Esta es la relación de las que la han promovido, indicando en negrita las ocho que han firmado la propuesta actual.

1. Sincrotrón ALBA *

2. Barcelona Supercomputing Center (BSC) *

3. Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC)*

4. Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)

5. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

6. Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC)

7. Instituto de Ciencias del Cosmos (ICCUB)

8. Instituto de Estructura de la Materia (IEM)

9. Instituto de Física de Altas Energías (IFAE)

10. Instituto de Física Corpuscular (IFIC-CSIC)

11. Instituto de Física Teórica (IFT, UAM-CSIC)

12. Puerto de información Científica (PIC)

13. RedIris *

14. Universidad de Alicante (UA)

15. Universidad Autónoma de Madrid (UAM)

16. Universidad de las Islas Baleares (UIB)

17. Universidad de Cádiz (UC)

18. Universidad de Murcia (UMU)

19. Universidad del País Vasco (UPV/EHU)

20. Universidad Politécnica de Madrid (UPM)

21. Universidad de Salamanca (USAL)

22. Universidad de Santiago de Compostela (USC)

23. Universidad de Valencia (UV)

Y también apoyado por la Sociedad Española de Relatividad y Gravitación (SEGRE)

Derechos: Creative Commons.

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