¿Quién vio primero la fusión binaria de estrellas de neutrones? ¿Cuál fue la secuencia de eventos? (GRB/GW170817)

Estoy tratando de leer Observaciones de múltiples mensajes de una fusión de estrellas de neutrones binarias el "elenco de miles" OPEN Access ApJ carta 848: L12 (59pp), 20 de octubre de 2017 https://doi.org/10.3847/2041-8213/ aa91c9 y tenga una idea de la secuencia de eventos que tuvieron lugar cuando las ondas gravitacionales y el estallido de rayos gamma llegaron a la Tierra alrededor de las 12:41 UTC del 17 de agosto de 2017.

Parece haber cinco instrumentos involucrados en la primera detección y determinación de la dirección; LIGO-Hanford y LIGO-Livingston , VIRGO , Fermi-GBM e INTEGRAL . Los tres primeros son detectores de ondas gravitacionales y los dos últimos son telescopios de rayos gamma en órbita terrestre. La Figura 2 del documento (parte del cual se muestra a continuación) proporciona una infografía densamente empaquetada de las primeras observaciones. En la parte superior izquierda se puede ver un recuadro que abarca desde doce segundos antes de la fusión durante el aumento de frecuencia de la onda gravitacional (GW), hasta seis segundos después, cuando se detecta la mayor parte del estallido de rayos gamma (GRB).

De alguna manera, la combinación de GW y GRB puso en marcha una secuencia de eventos que desencadenó una campaña de observación mundial para buscar el evento en todo el espectro electromagnético restante, desde la radio hasta los rayos visibles y UV hasta los rayos X. También se comprobaron los flujos de datos de neutrinos.

Pregunta: Me gustaría preguntar sobre la secuencia de eventos, las alertas y el rápido análisis automático y manual de los datos de GW y GRB que activaron las alertas. ¿Qué detector o combinación primero "vio" el evento como algún tipo de evento marcado? ¿Uno desencadenó un análisis rápido del otro? ¿Fueron estas alertas automáticas las que activaron el software para volver a analizar, o los mensajes de texto SMS a miles de teléfonos celulares provocaron que todos se sentaran en sus estaciones de trabajo?


abajo: Figura 2 (parcial) mostrando la línea de tiempo segundos antes y horas y días después (escala logarítmica). Se usaron los datos de GW y GRB (ver Figura 1) para iniciar la búsqueda del resto de la búsqueda electromagnética.

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a continuación: Figura 1 que muestra las localizaciones realizadas a partir de diferentes conjuntos de detectores GW y GRB.

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Respuestas (1)

El disparador inicial de Fermi se puede encontrar aquí , y la siguiente secuencia de alertas que fueron enviadas por LIGO Scientific Collaboration/Virgo Collaboration (LVC) y varios observadores electromagnéticos que dieron seguimiento al evento se pueden encontrar en el archivo circular de GCN aquí . Esto no brinda toda la historia de la línea de tiempo de los eventos, pero es un buen comienzo y el documento "Multimessenger" vinculado es bastante completo al brindar la historia completa.

Como se muestra en la figura, la señal llegó primero a los detectores de ondas gravitacionales, y los rayos gamma llegaron a Fermi e INTEGRAL aproximadamente 1,7 segundos después del tiempo de fusión observado. Sin embargo, el software de análisis en línea a bordo de Fermi fue el más rápido en detectar la ráfaga y generar una activación automática solo 14 segundos después de que llegó la señal (no sé más detalles internos de la activación de Fermi, cómo las alertas se envían a las personas, o qué intervenciones manuales posteriores se requieren). En poco más de 7 minutos, el software automatizado en línea que busca señales de ondas gravitacionales utilizando plantillas compactas de coalescencia binaria (consulte este artículo y este artículo) había producido un candidato usando datos del detector LIGO Hanford solo (los datos de LIGO Livingston habían sido vetados automáticamente por el software debido a la presencia de un problema técnico [Figura 2 de este documento ], y los datos de Virgo aún no se habían propagado a la ubicación donde se ejecutó el análisis): esto notificó automáticamente (por correo electrónico o mensaje de texto) a un número de personas en LVC que algo interesante había sucedido. Menos de 10 segundos después de haber registrado la candidata a onda gravitacional, un código automatizado llamado RAVEN (ver, por ejemplo, la Sección 4.1 de este documento) notó la coincidencia temporal entre el gatillo de Fermi y el candidato de onda gravitacional. Después de recibir la notificación de la activación de la onda gravitacional, varias personas dentro del LVC iniciaron una llamada de conferencia y comenzaron a mirar manualmente los datos y vieron la señal obvia similar a un chirrido en las representaciones de frecuencia de tiempo de los datos. Aproximadamente 33 minutos después del disparo de la onda gravitacional, y 40 minutos después de la llegada de la señal, se decidió (había gente involucrada) emitir un anuncio (la primera entrada en la lista GCN aquí ) de que había un disparo conjunto de explosión de rayos gamma de Fermi y disparador de ondas gravitacionales.

En cuanto a los tiempos de llegada de la señal en los distintos detectores de ondas gravitacionales: llegó primero a Virgo, seguido del detector LIGO Livingston y finalmente al detector LIGO Hanford.

¡ Guau, este es exactamente el tipo de respuesta que esperaba! Es absolutamente claro, conciso y bien documentado. ¡Gracias por poner todo esto junto en un formato tan fácil de leer! Ahora (por ejemplo) entiendo mejor de qué estaba hablando el periódico multimessenger sobre la presencia de la falla.
@uhoh gracias. Obviamente, hay más en la historia después de las primeras observaciones de ondas gravitacionales y rayos gamma, y ​​espero que el artículo "Multimessenger" dé una buena idea de lo que sucedió (aunque estoy seguro de que las personas involucradas en las diversas campañas de seguimiento electromagnético tienen muchos información interesante sobre cómo se desarrollaron las cosas para ellos, por ejemplo , aquí y aquí ).
Esos son geniales; ¡Los astrónomos son personas reales! :-) Entonces, la búsqueda fue en 3D; en este caso, la "distancia de luminosidad" es (en términos generales) un parámetro del modelo que refleja la escala general (magnitud) de la tensión.
@uhoh, sí, las búsquedas electromagnéticas de seguimiento a menudo usaron la información 3D (ubicación del cielo y distancia de luminosidad) de las observaciones de ondas gravitacionales (la búsqueda GW en sí misma cubre un espacio de parámetros 9D si supone que las estrellas no están girando, y hacia arriba a 6 dimensiones más si incluye componentes de giro). Para la señal de onda gravitacional, tiene razón en que la distancia de luminosidad escala directamente la amplitud de la señal con una escala de 1/d. La amplitud también está escalada por algo llamado masa de chirrido, pero eso se puede medir con precisión a través de la evolución de fase de la señal.
OK, gracias por el seguimiento!