"Chi ha visto" per primo la fusione binaria di stelle di neutroni? Qual è stata la sequenza degli eventi? (GRB / GW170817)


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Sto cercando di leggere Osservazioni multi-messenger di una fusione di stelle binarie di neutroni il "cast di migliaia" OPEN Access ApJ lettera 848: L12 (59pp), 20 ottobre 2017 https://doi.org/10.3847/2041-8213/ aa91c9 e senti la sequenza degli eventi che si sono verificati quando le onde gravitazionali e lo scoppio dei raggi gamma hanno raggiunto la Terra intorno alle 12:41 UTC 2017-ago-17.

Sembra che ci siano cinque strumenti coinvolti nella prima rilevazione e determinazione della direzione; LIGO-Hanford e LIGO-Livingston , VIRGO , Fermi-GBM e INTEGRAL . I primi tre sono rilevatori di onde gravitazionali e gli ultimi due sono telescopi a raggi gamma in orbita terrestre. La Figura 2 del documento (parte della quale è mostrata di seguito) fornisce un'infografica densamente compatta delle prime osservazioni. In alto a sinistra si può vedere un inserto che si estende da dodici secondi prima della fusione durante la rampa dell'onda gravitazionale (GW) in frequenza, a sei secondi dopo, dove viene rilevata la maggior parte del raggio gamma (GRB).

In qualche modo la combinazione di GW e GRB ha messo in moto una sequenza di eventi che ha scatenato una campagna di osservazione mondiale per cercare l'evento in tutto lo spettro elettromagnetico rimanente dalla radio attraverso visibile e dai raggi UV ai raggi X. Anche i flussi di dati di Neutrino sono stati controllati.

Domanda: vorrei chiedere la sequenza di eventi, gli avvisi e la rapida analisi automatica e manuale dei dati GW e GRB che hanno attivato gli avvisi. Quale rivelatore o combinazione ha "visto" per primo l'evento come una sorta di evento segnalato? Uno ha innescato una rapida analisi dell'altro? Questi avvisi automatici hanno innescato un nuovo software di analisi o messaggi di testo SMS su migliaia di telefoni cellulari che hanno indotto tutti a sedersi alle loro postazioni di lavoro?


sotto: Figura 2 (parziale) che mostra la linea temporale secondi prima e ore e giorni dopo (scala logaritmica). Sono stati utilizzati i dati GW e GRB (vedere la Figura 1) per avviare la ricerca del resto della ricerca elettromagnetica.

inserisci qui la descrizione dell'immagine

sotto: Figura 1 che mostra le localizzazioni fatte da diversi set di rivelatori GW e GRB.

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Risposte:


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Il trigger iniziale di Fermi può essere trovato qui , e la seguente sequenza di allarmi che sono stati inviati da LIGO Scientific Collaboration / Virgo Collaboration (LVC) e vari osservatori elettromagnetici che seguono l'evento possono essere trovati nell'archivio circolare GCN qui . Questo non fornisce l'intera storia della cronologia degli eventi, ma è un buon inizio e il documento "Multimessenger" collegato è abbastanza completo nel fornire la storia completa.

Come mostrato nella figura, il segnale è arrivato prima nei rivelatori di onde gravitazionali, con i raggi gamma che arrivano a Fermi e INTEGRAL circa 1,7 secondi dopo il tempo di fusione osservato. Tuttavia, il software di analisi online a bordo di Fermi è stato il più veloce nel rilevare lo scoppio e generare un trigger automatico solo 14 secondi dopo l'arrivo del segnale (non conosco più i dettagli interni dell'attivazione di Fermi, come gli avvisi essere inviato alle persone o quali successivi interventi manuali sono necessari). Entro poco più di 7 minuti il ​​software automatizzato online alla ricerca di segnali di onde gravitazionali utilizzando modelli di coalescenza binaria compatti (vedi, questo documento e questo documento) aveva prodotto un candidato utilizzando i dati del solo rilevatore di LIGO Hanford (i dati di LIGO Livingston erano stati automaticamente posti il ​​veto dal software a causa della presenza di un difetto [Figura 2 di questo documento ] e i dati della Vergine non si erano ancora propagati nella posizione dove è stata eseguita l'analisi) - questo ha automaticamente notificato (via e-mail o testo) un numero di persone nel LVC che era accaduto qualcosa di interessante. Meno di 10 secondi dopo la registrazione del candidato all'onda gravitazionale, un codice automatizzato chiamato RAVEN (vedere, ad esempio, la Sezione 4.1 di questo documento) ha osservato la coincidenza temporale tra il trigger di Fermi e il candidato all'onda gravitazionale. Dopo essere stato informato del trigger dell'onda gravitazionale, varie persone all'interno di LVC hanno avviato una chiamata in conferenza e hanno iniziato a guardare manualmente i dati e hanno visto l'evidente segnale simile a un cinguettio nelle rappresentazioni tempo-frequenza dei dati. Circa 33 minuti dopo l'attivazione dell'onda gravitazionale e 40 minuti dopo l'arrivo del segnale, è stato deciso (le persone erano coinvolte) di pubblicare un annuncio (la prima voce nell'elenco GCN qui ) che c'era un innesco di scoppio a raggi gamma Fermi e trigger di onde gravitazionali.

Per quanto riguarda i tempi di arrivo del segnale ai vari rivelatori di onde gravitazionali: è arrivato prima in Virgo, seguito dal rivelatore LIGO Livingston e infine dal rivelatore LIGO Hanford.


Wow, questo è esattamente il tipo di risposta che speravo! È assolutamente chiaro, conciso e di buona provenienza. Grazie per aver messo tutto insieme in un formato così facile da leggere! Ora (per esempio) capisco meglio di cosa parlava il giornale multimessenger sulla presenza del problema tecnico.
uh

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@uhoh grazie. Ovviamente c'è di più nella storia dopo le prime osservazioni sui raggi gamma e sulle onde gravitazionali, e si spera che il documento "Multimessenger" dia una buona idea di ciò che è accaduto (anche se sono sicuro che le persone coinvolte nelle varie campagne di follow-up elettromagnetico hanno molte visione interessante di come le cose si sono svolte per loro, ad esempio qui e qui .)
Matt Pitkin,

Sono fantastici; gli astronomi sono persone vere! :-) Quindi la ricerca è stata in 3D - in questo caso la "distanza di luminosità" è (approssimativamente parlando) un parametro del modello che riflette il ridimensionamento generale (grandezza) della deformazione?
uh

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@uhoh sì, le ricerche elettromagnetiche di follow-up spesso hanno usato le informazioni 3D (posizione del cielo e distanza di luminosità) dalle osservazioni delle onde gravitazionali (la ricerca GW stessa copre uno spazio di parametro 9D se si presume che le stelle non stiano ruotando, e su a 6 dimensioni aggiuntive se si includono componenti di spin). Per il segnale dell'onda gravitazionale hai ragione nel dire che la distanza di luminosità scala direttamente l'ampiezza del segnale con un ridimensionamento 1 / d. L'ampiezza è inoltre ridimensionata da qualcosa chiamato massa chirp, ma che può essere misurata con precisione attraverso l'evoluzione di fase del segnale.
Matt Pitkin,

OK, grazie per il seguito!
uho il
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