Los astrofísicos han reducido el tiempo de alerta para la detección de ondas gravitacionales a menos de 30 segundos, para mejorar la comprensión de las colisiones de estrellas de neutrones y agujeros negros.
Investigadores de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de Twin Cities de la Universidad de Minnesota codirigieron un trabajo sobre estas ondas en el espacio-tiempo, que también puede arrojar luz sobre cómo se producen los elementos pesados, incluidos el oro y el uranio. Los resultados se publican en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
Las ondas gravitacionales interactúan con el espacio-tiempo comprimiéndolo en una dirección mientras lo estiran en la dirección perpendicular. Por este motivo, los detectores de ondas gravitacionales de próxima generación tienen forma de L y miden longitudes relativas de láser mediante interferometría, un método de medición que analiza los patrones de interferencia producidos por la combinación de dos fuentes de luz.
Detectar ondas gravitacionales requiere medir la longitud del láser con medidas precisas: equivalente a medir la distancia a la estrella más cercana, a unos cuatro años luz de distancia, al ancho de un cabello humano.
Esta investigación es parte de la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), una red de interferómetros de ondas gravitacionales en todo el mundo.
En la última campaña de simulación, se utilizaron datos de períodos de observación anteriores y se agregaron señales de ondas gravitacionales simuladas para mostrar el rendimiento del software y las actualizaciones de los equipos. El software puede detectar la forma de las señales, rastrear cómo se comporta la señal y estimar qué masas están incluidas en el evento, como estrellas de neutrones o agujeros negros. Las estrellas de neutrones son las más pequeñas y densas que se conocen y se forman cuando estrellas masivas explotan en supernovas.
Una vez que este software detecta una señal de onda gravitacional, envía alertas a los suscriptores, que generalmente incluyen astrónomos o astrofísicos, para comunicar dónde estaba la señal en el cielo. Con actualizaciones en este período de observación, los científicos pueden enviar alertas más rápido, menos de 30 segundos, después de la detección de una onda gravitacional.
“Con este software, podemos detectar la onda gravitacional de las colisiones de estrellas de neutrones que normalmente es demasiado débil para verla a menos que sepamos exactamente dónde mirar”, dijo Andrew Toivonen, candidato a doctorado en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Massachusetts. dijo en un comunicado. Ciudades Gemelas de la Universidad de Minnesota. “La detección de las ondas gravitacionales primero ayudará a localizar la colisión y ayudará a los astrónomos y astrofísicos a completar más investigaciones”.
Los astrónomos y astrofísicos podrían utilizar esta información para comprender cómo se comportan las estrellas de neutrones, estudiar las reacciones nucleares entre estrellas de neutrones y los agujeros negros en colisión, y cómo se producen los elementos pesados, incluidos el oro y el uranio.
Esta es la cuarta campaña que utiliza el Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO), que durará hasta febrero de 2025. Entre los últimos tres períodos de observación, los científicos han logrado mejoras en la detección de señales. Una vez que se complete esta serie de observaciones, los investigadores continuarán analizando los datos y realizando más mejoras con el objetivo de enviar alertas aún más rápido.
