L’IFIC fa una aportació clau en un camp emergent: el Sol com a font d’ones gravitacionals
Una col·laboració científica internacional entre l’Institut de Física Corpuscular (IFIC), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València (UV), i el Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) ha aconseguit la predicció teòrica més detallada fins ara de les ones gravitacionals generades pel Sol.
Els resultats, recentment acceptats per a la seua publicació en la prestigiosa revista Physical Review Letters, indiquen que el Sol emet un espectre continu d’ones gravitacionals d’alta freqüència. Aquest tipus d’ones provindrien d’esdeveniments còsmics menuts i ràpids, mentre que les ones gravitacionals de baixa freqüència detectades fins ara es produeixen per esdeveniments còsmics d’escala gran. Tot i que el senyal generat pel Sol és actualment indetectable, estableix un punt de referència ben definit per a futurs esforços experimentals.
El treball desenvolupat a l’IFIC ha estat liderat per Camilo García Cely, investigador Ramón i Cajal, en col·laboració amb Andreas Ringwald a DESY. “La nostra especialitat és l’estudi de la matèria fosca, en particular dels axions”, explica García Cely. “No obstant això, aquest treball ens ha portat a explorar en profunditat diversos aspectes de la física solar”, afegeix.
Els detectors actuals d’ones gravitacionals estan dissenyats per captar senyals de baixa freqüència, com els que es generen en la fusió de forats negres o estrelles de neutrons. No obstant això, en els últims anys una comunitat científica en ràpid creixement ha començat a centrar-se en l’estudi de les ones gravitacionals d’alta freqüència. Segons la suposició comunament acceptada, aquesta banda de freqüència està lliure de fons astrofísics, cosa que la faria especialment adequada per detectar senyals procedents de les etapes inicials de l’Univers. Els nous resultats teòrics qüestionen aquesta suposició.
“Aquesta aportació obri una nova perspectiva sobre les ones gravitacionals d’alta freqüència, que havia passat pràcticament desapercebuda”, assenyala García Cely. “Ara creiem que fins i tot estrelles ordinàries com el Sol emeten ones gravitacionals en aquest rang de freqüències, en nivells comparables als esperats de processos de l’Univers primerenc”, sosté.
Així mateix, segons apunta Ringwald, “el Sol no emet una quantitat significativa de radiació gravitacional, però això podria ser, en realitat, un avantatge. De fet, deixa un ampli marge d’exploració per a la nova física”. “Encara està per veure si aquesta radiació podrà detectar-se, però, de ser així, podria convertir-se en una eina poderosa per estudiar l’estructura interna del Sol”, subratlla l’investigador.
L’IFIC, sota el lideratge de Camilo García Cely, ha jugat un paper clau en aquest camp. La seua contribució s’emmarca en un projecte nacional coordinat amb altres grups a Espanya, en què exerceix com a investigador principal. Les prediccions desenvolupades pel seu equip resulten especialment rellevants per a les iniciatives que es duen a terme a DESY, un dels principals centres internacionals d’investigació en física de partícules. A les seues instal·lacions es troben, o s’instal·laran pròximament, experiments com ALPS II, BabyIAXO, MADMAX i MAGO, tots ells orientats a la detecció d’axions o d’ones gravitacionals d’alta freqüència.
Aquest treball recupera una idea formulada en els anys 60 per Steven Weinberg, una de les figures fundacionals de la física de partícules. Tot i que Weinberg va estimar la potència total de les ones gravitacionals emeses pel Sol, no va arribar a derivar una distribució detallada en freqüències. “La nostra contribució ha consistit a ampliar el seu llegat, incorporant un major nombre d’efectes físics, obtenint un espectre complet i coherent d’ones gravitacionals al llarg d’un ampli rang de freqüències”, conclou García Cely.
Referència:
C. García-Cely i A. Ringwald, “Complete Gravitational-Wave Spectrum of the Sun”, Physical Review Letters (2025), acceptat per a publicació.
Fotografia del Sol
