La colaboración internacional LIGO-Virgo-KAGRA ha completado su cuarta y más larga campaña de observación, O4, lo que marca un hito importante en la investigación de ondas gravitacionales.
El esfuerzo de dos años, desde mayo de 2023 hasta finales de 2025, reunió a los mejores detectores de ondas gravitacionales del mundo para buscar continuamente ondas en el espacio y el tiempo, ampliando drásticamente el catálogo de eventos cósmicos.
Durante esta campaña, los científicos detectaron alrededor de 250 nuevas señales de ondas gravitacionales. Esto representa una mayoría significativa de los aproximadamente 350 eventos observados hasta la fecha por la red mundial de detectores.
Este aumento le ha dado a O4 uno de los períodos de observación más productivos desde que los humanos detectaron por primera vez ondas gravitacionales en 2015.
Ondas gravitacionales
Las ondas gravitacionales son ondas en el espacio-tiempo que ocurren cuando objetos masivos como agujeros negros o estrellas de neutrones aceleran violentamente.
Predichas por primera vez por Albert Einstein, estas ondas estiran y comprimen el espacio a medida que viajan a la velocidad de la luz. A diferencia de la luz, las ondas gravitacionales atraviesan la materia casi sin obstáculos y transportan información intacta sobre eventos que pueden no ser visibles para los telescopios.
La detección de ondas gravitacionales requiere interferómetros de ultra alta precisión que puedan detectar distorsiones mucho más pequeñas que los protones.
Al comparar el momento y la forma de las señales detectadas en LIGO, Virgo y KAGRA, los científicos pueden identificar dónde se originan las ondas gravitacionales y reconstruir los eventos que las produjeron.
Las actualizaciones de los detectores traen nuevas oleadas de descubrimientos
El rápido aumento de las ondas gravitacionales observadas está directamente relacionado con las mejoras continuas en la sensibilidad del detector.
A medida que los espejos de interferómetro, los láseres y los sistemas de separación se vuelven más sofisticados, pueden detectar distorsiones más sutiles en el espacio-tiempo y capturar más agujeros negros y fusiones de estrellas de neutrones.
Los primeros análisis realizados por O4 ya han arrojado descubrimientos de actualidad.
Verificación del teorema del agujero negro de Hawking mediante ondas gravitacionales
El evento, conocido como GW250114, proporcionó la señal de onda gravitacional más clara hasta el momento de la fusión de dos agujeros negros.
Al analizar este registro sorprendentemente claro, los investigadores encontraron pruebas sólidas que respaldan la predicción de Stephen Hawking de 1971 de que la superficie total de un agujero negro no se reduce durante una fusión.
Los agujeros negros que finalmente se fusionaron mostraron un aumento significativo de área, y las observaciones de ondas gravitacionales confirmaron este principio.
Descubrimiento de agujeros negros de segunda generación
Dos detecciones adicionales, GW241011 y GW241110, revelaron lo que parecen ser agujeros negros de segunda generación, objetos producidos por la fusión de agujeros negros anteriores y no por el colapso de estrellas.
Sus características inusuales sugieren que se formaron en regiones densas y turbulentas donde las interacciones repetidas provocaron múltiples ciclos de coalescencia. Dado que estos sistemas sólo son visibles para nosotros a través de ondas gravitacionales, el O4 es esencial para comprender estos fenómenos inusuales.
La fusión de agujeros negros más masiva de la historia
Otra señal, GW231123, marcó la detección de la fusión de agujeros negros más masiva jamás registrada a través de ondas gravitacionales, produciendo un objeto final de más de 225 veces la masa del Sol.
El evento arroja dudas sobre los modelos astrofísicos existentes, lo que lleva a los científicos a repensar cómo se forman y crecen estos agujeros negros masivos.
Todavía se están analizando varios cientos de detecciones de O4 restantes y se espera que pronto se complete un catálogo completo de ondas gravitacionales.
Próximos pasos para las redes globales de ondas gravitacionales
Con la finalización de O4, la colaboración está preparando una serie de importantes actualizaciones tecnológicas para aumentar aún más su sensibilidad a las ondas gravitacionales.
Estas mejoras se implementarán en varias fases, con períodos de recopilación de datos más cortos entre ellas. Está previsto que la nueva operación de observación completa, O5, comience a finales del verano o principios del otoño de 2026.
A medida que las capacidades de detección continúan mejorando, los investigadores esperan una afluencia aún mayor de ondas gravitacionales, lo que promete conocimientos más profundos sobre los agujeros negros, los entornos cósmicos exóticos y las dinámicas ocultas que dan forma al universo.
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