Unibertsoari buruzko aztarna berriak grabitazio-uhinen bidez

Munduko irrati-teleskopio handienetako batzuk erabiliz, urte batzuetatik hamarkadetara bitarteko periodoekin oszilatzen duten grabitazio-uhinen ebidentziak aurkitu dituzte nazioarteko hainbat lankidetza-taldetan aritu diren astrofisikariek. Gure galaxian erloju kosmiko batzuk (pulsarrak) zehatz-mehatz behatuta lortu ahal izan dituzte emaitza horiek, The Astrophysical Journal Letters aldizkarian argitaratutako artikulu-sorta batean xehatu dutenez.

Ipar Amerikako Grabitazio Uhinetarako Nanohertzetako Behatokiak (NANOGrav) — Physics Frontiers Center-ekoa (PFC)— 15 urtez hartutako datuak aztertuz, grabitazio-uhinen seinalea ikusi ahal izan dute. 190 zientzialarik baino gehiagok dihardute elkarlanean, gehienak AEBkoak eta Kanadakoak, AEBetako National Science Foundation-ek (NSF) finantzatuta. Pulsarrak, ardatzean oso azkar biratzen den neutroi-izar bat, biraketa bakoitzean ‘pultsu’ bat igortzen duena, erabiltzen dituzte grabitazio-uhinak identifikatzeko. Europan, Indian, Australian eta Txinan teleskopioak erabiltzen dituzten nazioarteko beste lankidetza batzuetan antzeko emaitzak lortu dituzte modu independentean.

NANOGrav-en aurreko emaitzetan, denborari lotutako seinale misteriotsu bat ikusi zuten behatutako pulsar guztietan, baina seinale hura ahulegia zen nondik zetorren argitzeko. Argitaratu berri dituzten datuek, 15 urteko behaketatik eratorritakoek, erakutsi dute seinalea bat datorrela gure galaxia zeharkatzen duten ondulazio moteleko grabitazio-uhinen presentziarekin. “Frekuentzia oso baxuetako grabitazio-uhinen ebidentzia gakoa da hori —Vanderbilt-eko Unibertsitateko Stephen Taylor doktorearen arabera, nazioarteko lankidetza horretako egungo ikertzaile nagusia—. Hainbat urteko lanaren ondoren, NANOGrav bide berri bat irekitzen ari da grabitazio-uhinen unibertsoan“.

Lurreko tresnen bidez, hala nola LIGO bidez (laser-interferometriaren bidezko grabitazio-uhinen behatokia), behatzen diren maiztasun handiko grabitazio-uhin iheskorrak ez bezala, Lurra baino askoz handiagoa den detektagailu batekin bakarrik hauteman daiteke behe-maiztasuneko seinale jarraitu hori. Horretarako, astronomoek grabitazio-uhinen antena erraldoi bihurtu zuten gure Esne Bidearen sektorea, pulsar deritzen izar exotikoak erabiliz. NANOGrav-ek 68 pulsarren datuak bildu ditu eta detektagailu bat sortu du datuok erabiliz: “Pulsarren sinkronizazio-multzoa” (Pulsar Timing Array, ingelesezko deskribapenean).

Supernoba-leherketa batean desagertu den izar masibo baten nukleoaren hondar ultradentsoa da pulsarra. Pulsarrek azkar biratzen dute, eta irrati-uhinen pultsuak igortzen dituzte. Pultsu horiek espazioan barreiatzen dira, kostako itsasargien argi-pultsuen antzera. Beraz, badirudi izar horiek “taupaka” ari direla Lurretik behatzean. Objektu horietako azkarrenek, milisegundotako pulsarrek, segundoan ehunka aldiz biratzen dute. Oso pultsu egonkorrak dituztenez, doitasun handiko erloju kosmiko gisa erabil daitezke.

Einsteinen Erlatibitate Orokorraren teoriak zehatz-mehatz iragartzen du nolako eragina izan beharko luketen grabitazio-uhinek pulsarren seinaleetan. Denbora-espazioaren egitura luzatu eta konprimatzen dutenez, grabitazio-uhinek pultsu bakoitzaren erritmoari eragiten diote, arin baina aurresateko moduan: pultsu batzuk atzeratu eta beste batzuk aurreratu egiten dira. Pultsuen desfase horiek korrelazioan daude pulsar-bikote guztietan; hain zuzen, bi izarren artean dagoen distantziaren araberakoa da. NANOGrav-ek lortutako datuak guztiz bateragarriak dira erlatibitatearen teoriak iragartzen duenarekin.

Iragarpen teoriko horiek berriki aurkeztutako datuekin alderatuz gero, ziurta dezakegu NANOGrav-en datu berrienek erakusten dutela zenbait urte eta zenbait hamarkada bitarteko periodoak dituzten grabitazio-uhinak badaudela. Uhin horiek unibertsoko zulo beltz masiboenetatik sor litezke: Eguzkia baino milaka milioi aldiz masiboagoak, Lurraren eta Eguzkiaren arteko distantzia baino tamaina handiagokoak. Seinale horren etorkizuneko azterketek leiho berri bat irekiko dute grabitazio-uhinen unibertsoan, eta informazioa emango dute urrutiko galaxien bihotzean barneratzen diren zulo beltz titanikoei buruz, besteak beste.

Jose Juan Blanco-Pillado UPV/EHUko Ikerbasque ikertzailearen eta NANOGrav-eko kide elkartuaren hitzetan, “emaitza horiek mugarri bat dira grabitazio-uhinen detekzioaren historian, eta aukera ematen digute unibertsoa ikuspegi berri batetik behatzeko. Etorkizunean, espero dugu horrelako behaketek laguntzea prozesu astrofisiko ezagunak ulertzen eta orain arte ezkutuan egon diren beste fenomeno batzuk identifikatzen edo aurkitzen”.

“UPV/EHUn, zehazki, unibertso sortu berrian gertatu ziren prozesuak identifikatzen dihardugu, mota honetako grabitazio-uhinen behatokiek detektatzeko moduko seinalea eman dezaketen prozesuak. Horrelako seinaleak garbi detektatzeak oso informazio baliotsua emango liguke unibertsoak lehen uneetan izan zuen bilakaerari buruz”.

Mundu osoko astrofisikariak ibili dira grabitazio-uhinen seinale horren atzetik. Australiako Parkes Pulsar Timing Array, Txinako Pulsar Timing Array eta Europako Pulsar Timing Array/Indiako Pulsar Timing Array detektagailuekin jasotako datuetan seinale beraren zantzuak badaudela adierazten dute argitaratutako zenbait lanek. Nazioarteko Pulsar Timing Array partzuergoaren bidez, eskualde guztietako lantaldeak elkarlanean ari dira denen datuak konbinatzeko, eta, hala, seinalea hobeto karakterizatzeko eta seinale-iturri berriak bilatzeko. Izan ere, ziur daude nazioarteko taldeak lankidetzan jarduteko garrantziaz eta beharraz.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Izar exotikoak erabiliz, sinfonia kosmikoaren murmurioa sintonizatu dute.

Erreferentzia bibliografikoa: