LIGO y Virgo anuncian cuatro nuevas detecciones
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LIGO y Virgo anuncian cuatro nuevas detecciones de ondas
gravitacionales. Créditos: LIGO-Virgo / Frank Elavsky / Noroeste
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El sábado 1 de diciembre, los científicos que asistieron al Taller de Física y Astronomía de Ondas Gravitacionales en College Park, Maryland, presentaron los nuevos resultados del LIGO (Observatorio de Ondas Gravitacionales de Interferómetro Láser) de la Fundación Nacional de Ciencias y el detector de ondas gravitacionales VIRGO con sede en Europa, en relación a objetos cósmicos coalescentes, como parejas de agujeros negros y parejas de estrellas de neutrones. Las colaboraciones LIGO y Virgo ahora han detectado con seguridad ondas gravitacionales de un total de 10 fusiones de agujeros negros binarios de masa estelar y una fusión de estrellas de neutrones, que son los restos densos y esféricos de las explosiones estelares. Seis de los eventos de fusión de los agujeros negros habían sido notificados anteriormente, mientras que cuatro fueron anunciados recientemente.
Desde el 12 de septiembre de 2015 hasta el 19 de enero de 2016, durante la primera ejecución de observación de LIGO desde que se realizaron las actualizaciones en un programa llamado Advanced LIGO, se detectaron ondas gravitacionales de tres fusiones de agujeros negros binarios. La segunda serie de observación, que se prolongó desde el 30 de noviembre de 2016 hasta el 25 de agosto de 2017, produjo una fusión binaria de estrellas de neutrones y siete fusiones adicionales de agujeros negros binarios, incluidos los cuatro nuevos eventos de ondas gravitacionales que se informan ahora. Los nuevos eventos se conocen como GW170729, GW170809, GW170818 y GW170823, en referencia a las fechas en que se detectaron.
Todos los eventos están incluidos en un nuevo catálogo, también publicado el sábado, con algunos de los eventos batiendo récords. Por ejemplo, el nuevo evento GW170729, detectado en la segunda ejecución de observación el 29 de julio de 2017, es la fuente de ondas gravitacionales más masiva y distante jamás observada. En esta coalescencia, que ocurrió hace aproximadamente 5 mil millones de años, una energía equivalente de casi cinco masas solares se convirtió en radiación gravitacional.
GW170814 fue la primera fusión binaria de agujeros negros medida por la red de tres detectores, y permitió las primeras pruebas de polarización de ondas gravitacionales (análoga a la polarización de la luz).
El evento GW170817, detectado tres días después de GW170814, representó la primera vez que se observaron ondas gravitacionales a partir de la fusión de un sistema binario de estrellas de neutrones. Lo que es más, esta colisión se observó en las ondas gravitacionales y la luz, marcando un nuevo y emocionante capítulo en la astronomía de mensajería múltiple, en el que los objetos cósmicos se observan simultáneamente en diferentes formas de radiación.
Uno de los nuevos eventos, GW170818, que fue detectado por la red global formada por los observatorios LIGO y Virgo, fue muy preciso en el cielo. La posición de los agujeros negros binarios, ubicados a 2.500 millones de años luz de la Tierra, se identificó en el cielo con una precisión de 39 grados cuadrados. Eso lo convierte en la siguiente fuente de ondas gravitacionales mejor localizada después de la fusión de la estrella de neutrones GW170817.
Albert Lazzarini de Caltech, Director Adjunto del Laboratorio LIGO, dice que "El lanzamiento de cuatro fusiones adicionales de agujeros negros binarios nos informa más sobre la naturaleza de la población de estos sistemas binarios en el universo y restringe mejor la tasa de eventos para este tipo de eventos."
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LIGO / Virgo
Binary-Black-Hole Orrery. Una
imagen fija de una visualización de la fusión de los agujeros negros que LIGO y
Virgo han observado hasta el momento. El video de origen muestra los cálculos
numéricos de la relatividad de los horizontes de los agujeros negros y las
ondas gravitacionales emitidas, durante las últimas órbitas de los agujeros
negros a medida que avanzan en espiral hacia adentro, se unen y suenan hacia
abajo. Cada cálculo de relatividad numérica es consistente con una de las
observaciones en el catálogo LIGO-Virgo. A medida que los horizontes de los agujeros
negros se enroscan y se juntan, las ondas gravitacionales emitidas se vuelven
más altas (mayor amplitud) y más agudas (más altas en frecuencia). Créditos:
Teresita Ramirez / Geoffrey Lovelace / SXS Collaboration / LIGO-Virgo
Collaboration
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"En solo un año, LIGO y VIRGO trabajando juntos han avanzado dramáticamente en la ciencia de las ondas gravitacionales, y la tasa de descubrimiento sugiere que los hallazgos más espectaculares aún están por venir", dice Denise Caldwell, Directora de la División de Física de la NSF. "Los logros de LIGO de NSF y sus socios internacionales son una fuente de orgullo para la agencia, y esperamos avances aún mayores a medida que la sensibilidad de LIGO se vuelva mejor y mejor el próximo año".
"La próxima carrera de observación, que comienza en la primavera de 2019, debería producir muchos más candidatos de ondas gravitacionales, y la ciencia que la comunidad puede lograr aumentará en consecuencia", dice David Shoemaker, portavoz de la Colaboración Científica LIGO y científico investigador principal en el Instituto Kavli del MIT. para Astrofísica e Investigación del Espacio. "Es un momento increíblemente emocionante".
"Es gratificante ver las nuevas capacidades que están disponibles a través de la incorporación de Advanced Virgo a la red global", dice Jo van den Brand de Nikhef (Instituto Nacional Holandés de Física Subatómica) y VU University Amsterdam, quien es el portavoz de La Colaboración Virgo. "Nuestra precisión de puntería enormemente mejorada permitirá a los astrónomos encontrar rápidamente cualquier otro mensajero cósmico emitido por las fuentes de ondas gravitacionales". La capacidad de apuntar mejorada de la red LIGO-Virgo se hace posible aprovechando los retardos de tiempo de la llegada de la señal a los diferentes sitios y los llamados patrones de antena de los interferómetros.
"El nuevo catálogo es otra prueba de la colaboración internacional ejemplar de la comunidad de ondas gravitacionales y un activo para los próximos ejercicios y actualizaciones", agrega el Director de EGO, Stavros Katsanevas.
Los artículos científicos que describen estos nuevos hallazgos, que se están publicando inicialmente en el repositorio arXiv de preprints electrónicos, presentan información detallada en forma de un catálogo de todas las detecciones de ondas gravitacionales y eventos candidatos de las dos carreras de observación, además de describir las características de la fusión de la población del agujero negro. En particular, encontramos que casi todos los agujeros negros formados por estrellas son más livianos que 45 veces la masa del Sol. Gracias a un procesamiento de datos más avanzado y una mejor calibración de los instrumentos, la precisión de los parámetros astrofísicos de los eventos anunciados anteriormente aumentó considerablemente.
Laura Cadonati, portavoz adjunta de LIGO Scientific Collaboration, dice que "Estos nuevos descubrimientos solo fueron posibles gracias al trabajo incansable y cuidadosamente coordinado de los comisionados de detectores en los tres observatorios, y los científicos de todo el mundo responsables de la calidad de los datos y la limpieza, buscando para señales enterradas, y estimación de parámetros para cada candidato, cada una de ellas una especialidad científica que requiere una enorme experiencia y conocimientos".
Las colaboraciones
LIGO está financiado por NSF y operado por Caltech y MIT, que concibió a LIGO y dirigió los proyectos inicial y avanzado de LIGO. El apoyo financiero para el proyecto Advanced LIGO fue liderado por la NSF con Alemania (Max Planck Society), el Reino Unido (Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología) y Australia (Australian Research Council-OzGrav) haciendo compromisos y contribuciones importantes al proyecto. Más de 1.200 científicos de todo el mundo participan en el esfuerzo a través de la Colaboración Científica LIGO, que incluye la Colaboración GEO. Una lista de socios adicionales está disponible en https://my.ligo.org/census.php .
La colaboración de Virgo consta de más de 300 físicos e ingenieros pertenecientes a 28 grupos de investigación europeos diferentes: seis del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) en Francia; 11 del Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) en Italia; dos en Holanda con Nikhef; el MTA Wigner RCP en Hungría; el grupo POLGRAW en Polonia; España con IFAE y las Universidades de Valencia y Barcelona; dos en Bélgica con las Universidades de Lieja y Lovaina; Universidad de Jena en Alemania; y el Observatorio Gravitacional Europeo (EGO), el laboratorio que alberga el detector Virgo cerca de Pisa en Italia, financiado por CNRS, INFN y Nikhef. Puede encontrar una lista de la colaboración de Virgo en http://public.virgo-gw.eu/the-virgo-collaboration/ . Más información está disponible en el sitio web de Virgo enhttp://www.virgo-gw.eu.
LIGO / Virgo
Binary-Black-Hole Orrery. Una
visualización de la fusión de los agujeros negros que LIGO y Virgo han
observado hasta ahora. El video muestra los cálculos de la relatividad numérica
de los horizontes de los agujeros negros y las ondas gravitacionales emitidas,
durante las últimas órbitas de los agujeros negros a medida que avanzan en
espiral hacia adentro, se unen y suenan hacia abajo. Cada cálculo de
relatividad numérica es consistente con una de las observaciones en el catálogo
LIGO-Virgo. A medida que los horizontes de los agujeros negros se enroscan y se
juntan, las ondas gravitacionales emitidas se vuelven más altas (mayor
amplitud) y más agudas (más altas en frecuencia). Esta película está inspirada
en el Kepler Orrery. También está disponible una versión más lenta y una
versión que muestra solo todas las fusiones de agujeros negros a la vez.
Créditos: Teresita Ramirez / Geoffrey Lovelace / SXS Collaboration / LIGO-Virgo
Collaboration
Enlaces relacionados
Documentos disponibles en arXiv y LIGO DCC, https://dcc.ligo.org/
Fuente: LIGO,
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