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Los investigadores de la UIB y del CSIC participan en el rediseño del proyecto LISA, el primer observatorio espacial de ondas gravitatorias


La Agencia Espacial Europea (ESA, en sus siglas en inglés) empezó en febrero un proceso para escoger la próxima misión del programa espacial 2015-2025. Entre las candidatas se encuentra el primer observatorio de ondas gravitatorias del espacio, llamado LISA (Laser Interferómetro Space Antenna), en el que la NASA ha colaborado desde el principio. Sin embargo, debido al sobrecoste de la misión del telescopio espacial James Webb y las prioridades establecidas por la Astronomy Decadal Survey en agosto de 2010, la agencia espacial estadounidense ha anunciado recientemente que es imposible colaborar con el proyecto LISA en los términos económicos de cofinanciación acordados en el plazo requerido por la ESA. De este modo, la agencia europea ha iniciado el proceso de rediseño de LISA para hacerlo compatible con un presupuesto únicamente europeo. En este proceso participan científicos de la Universidad de las Illes Balears (UIB) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).El equipo de colaboración LISA, así como los de las otras dos misiones europeas propuestas (IXO, un observatorio espacial de rayos X; y EJSM, una misión para explorar la luna Europa de Júpiter), ha iniciado un proceso de rediseño de la misión y de sus objetivos científicos, con la intención de adaptarlo a un escenario en el que solamente dispondrán de financiación de la ESA. El año que viene y debido a la retirada de la NASA, la Agencia Espacial Europea adoptará oficialmente una nueva estrategia, y después decidirá cuál de las tres misiones se ajusta mejor a ésta.

Mientras, los científicos e ingenieros de la ESA apoyan al equipo científico de LISA y de las otras misiones, para que lleguen al mejor rediseño posible en el menor tiempo posible. Entre los científicos que han sido elegidos recientemente por la ESA para llevar a cabo esta nueva propuesta se encuentra Alberto Lobo, investigador del Instituto de Ciencias del Espacio (del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, CSIC), que desde 2005 es miembro del equipo científico internacional de LISA. La nueva propuesta debe estar finalizada en febrero de 2012, cuando se decidirá cuál de las tres misiones que competen lanzarán en primer lugar.

España participa de manera activa y consolidada en el proyecto LISA. Por un lado, ha diseñado, fabricado y entregado un importante paquete de hardware y software para LISA Pathfinder, la misión tecnológica precursora de LISA, y se prepara para el seguimiento de la misión en vuelo y la explotación de los datos. La contribución española es la cuarta en lo que refiere a presupuesto en un consorcio de siete Estados europeos (Alemania, Italia, Reino Unido, España, Suiza, Francia y Holanda). Esta participación cuenta con el apoyo del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) y un proyecto Consolider-Ingenio 2010 formado por más de 400 científicos y 26 grupos de investigación en estas áreas de la Física.

Participación de la UIB

Los dos grupos estatales que investigan para LISA se encuentran en Barcelona y en Palma. En el Instituto de Ciencias del Espacio de Barcelona se desarrolla instrumentación para LISA Pathfinder y para LISA, y se estudian diversas fuentes de ondas gravitatorias. El grupo de Relatividad y Gravitación de la UIB, que dirige el doctor Carles Bona, tiene una amplia experiencia en análisis de datos de los detectores de ondas gravitacionales y simulaciones de fuentes de radiación, en particular de sistemas binarios de agujeros negros, a través de participaciones en LIGO y GEO600, dos proyectos que también se dedican a la detección de radiación gravitatoria, aunque operados en el suelo.

Los investigadores de la UIB que participan en el rediseño del proyecto LISA son los profesores Alícia Sintes y Sascha Husa, el investigador contratado Miquel Trias, el catedrático de Física Teórica de la UIB Carles Bona, los doctores Dennis Pollney y Milton Ruiz, y el doctorando Àlex Vañó.

Las ondas gravitatorias

Si cuando se aceleran cargas eléctricas (por ejemplo, en una antena) se crea a su alrededor un campo electromagnético que se propaga en forma de ondas electromagnéticas hacia el exterior de la fuente, el movimiento acelerado de masas también genera ondas gravitatorias que se propagan hacia fuera de la fuente. Estas ondas transportan información de las propiedades de la fuente, de ahí su importancia para la observación del Universo. Las ondas gravitatorias son una predicción de la teoría de la relatividad general de Albert Einstein y todavía hoy no han sido detectadas más que de forma parcial. Las ondas gravitatorias se manifiestan como variaciones minúsculas en las distancias entre masas de prueba (el análogo de un receptor de radio). En el proyecto LISA estas medidas se hacen sobre masas alojadas en satélites separados entre sí cinco millones de kilómetros.

LISA podrá detectar señales de diferentes fuentes de radiación gravitatoria como la fusión de agujeros negros en el centro de las galaxias o la captura de objetos más pequeños, sistemas binarios compactos en nuestra galaxia y otras fuentes de origen cosmológico, incluyendo la radiación reliquia de la fase muy temprana del Big Bang. La medición de todos estos señales ofrecerá información sobre una amplia gama de preguntas sin resolver: el nacimiento y la historia de las galaxias y los agujeros negros masivos, el comportamiento de la relatividad general y del espacio-tiempo en su límite más extremo, la historia de la expansión del Universo, la física de la materia densa y de los restos estelares, y posiblemente una nueva física característica del Universo primitivo o de la teoría de las cuerdas.

Congreso en Palma

El próximo mes de septiembre tendrá lugar en Palma el congreso Astro-GR, una reunión periódica internacional de expertos en astronomía gravitatoria que en 2009 se celebró en Barcelona. El tema central de esta edición será el impacto y el potencial científico de la nueva misión LISA.


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