Pulsar puede revelar que las ondas gravitacionales libres están pasando por el universo. Las observaciones en 2021 con la cooperación internacional del sistema de sincronización Pulsar pueden ocurrir debido a un fondo de ondas gravitacionales superpuestas de numerosas fuentes remotas, o a un solo par de agujeros negros supermasivos uno alrededor del otro. Para determinar qué se ajusta a la explicación, Hideki Asada, físico teórico y profesor de la Universidad de Hirosaki, y Shan Yamamoto, investigador de la Escuela de Graduados en Ciencia y Tecnología de la Universidad de Hirosaki, propusieron un nuevo enfoque. Su método aprovecha los efectos “bit” que se producen cuando dos ondas gravitacionales tienen casi la misma frecuencia, buscando sus efectos sutiles en la llegada de las señales de radio del Pulsar.
Sus consultas fueron publicadas recientemente. La Revista de Cosmología y Física Astro Partical (JCAP).
En el cielo nocturno hay “relojes cósmicos” muy específicos: Pulsar, que emite radiofrecuencias de forma pausada, hace tictac como metrónomos en el momento oportuno. En el mundo, los radiotelescopios no sólo sirven para aprender sobre el pulso, sino que los rastrean como herramientas para la estructura del universo y el comportamiento del universo más extendido.
Si algo invisible – casi un “fantasma cósmico” – distorsiona el espacio-tiempo entre un pulso y la Tierra, su tiempo cambia un poco. Estos cambios no son aleatorios; En algunas partes del cielo se pueden mostrar varias coincidencias de pulsos, como si ondas lentas e invisibles atravesaran el espacio.
“Nanagrav en los Estados Unidos en 2021 – y en los partidos europeos – Nanohartz anunció la evidencia de ondas gravitacionales”, señala ASADA. Nanohartz significa el período de la onda de varios meses a varios años, incluidas longitudes de onda de varios años luz. Para explorar estas fibras nacionales, dependemos de púlsares remotos y estables que se encuentran a unos cientos o miles de años luz de distancia. “La señal era estadísticamente confiable, pero los físicos de partículas generalmente estaban por debajo del margen marginal de 5 cigma”, dijo. “Esta es una prueba contundente, pero aún no es una detección segura, pero la comunidad cósmica y astronómica cree que hemos alcanzado la primera detección de ondas gravitacionales de nanohartz”.
Aunque la evidencia es prometedora, todavía no llega a una confirmación absoluta. Asada señala que si los datos futuros refuerzan el resultado, se identificará el siguiente paso. “Nanohartz tiene dos candidatos principales para las ondas gravitacionales”, explica. “Uno es la inflación cósmica, que creó fluctuaciones espacio-temporales en el universo temprano, el otro en las escalas cósmicas y el otro son los agujeros negros supermasivos binarios que forman las galaxias. Ambas situaciones pueden crear ondas gravitacionales nanohartz”.
Fue difícil distinguir entre estas posibilidades porque los tipos de relaciones mutuas vistas en los datos de Pulsar (el momento en que las diferencias entre los pulsos se relacionan entre sí) se pensó que eran los mismos en ambos casos. “En nuestro artículo hemos investigado la situación en la que un par de agujeros negros supermasivos crean una señal fuerte especial”, dice Asada. “Si estos dos sistemas tienen frecuencias muy similares, sus ondas pueden interferir y crear un patrón de bits, como el acuático. Esta característica puede permitir que nuestra inflación se distinga del fondo estocústico de la inflación”.
Asada y Yamamoto levantan así un efecto acústico familiar: el ritmo. Cuando las dos ondas tienen aproximadamente la misma frecuencia, pero no exactamente, su superposición se convierte en un fortalecimiento y debilitamiento periódicos. Aplicado en ondas gravitacionales, dos agujeros negros supermasivos binarios con frecuencia similar imprimen una característica de modulación en la señal de sincronización del púlsar. El método consiste en encontrar esta modulación en los tipos de relaciones mutuas – “bit” – buscando. Si está presente, se sugiere fuertemente que la señal no es un fondo disperso, sino que se deriva el binario específico, relativamente más cercano.
Ahora estamos esperando una confirmación más poderosa de la naturaleza de la señal de Pulsar. “Creo que una vez cada pocos años se logrará una detección segura de 5 cricar, el siguiente paso será preguntarse: ¿Cuál es la fuente de las ondas? En este punto, nuestro método puede ser eficaz en función de la inflación o de si el agujero negro supermasivo pasó de binario a binario”, concluyó Asada.
