Anuncio con retraso de detección de una fusión binaria de agujero negro.

GW170608, LIGO y Virgo detectan la fusión de un binario de agujeros negros.

Fusiones de agujeros negros conocidos a la fecha del 15 de Noviembre del 2.017
Este gráfico muestra agujeros negros detectados mediante la emisión de ondas gravitatorias.
Crédito: LIGO

Los científicos que buscan ondas gravitatorias han confirmado otra detección de su fructífera observación a principios de este año. Apodado GW170608, el último descubrimiento fue producido por la fusión de dos agujeros negros relativamente ligeros, 7 y 12 veces la masa del sol, a una distancia de alrededor de mil millones de años luz de la Tierra. La fusión dejó un agujero negro final 18 veces la masa del sol, lo que significa que la energía equivalente a alrededor de 1 masa solar se emitió como ondas gravitacionales durante la colisión.

Este evento, detectado por los dos detectores LIGO compatibles con NSF a las 02:01:16 UTC del 8 de junio de 2017 (o a las 10:01:16 p. M. Del 7 de junio en horario este de Estados Unidos), fue en realidad la segunda fusión binaria de agujeros negros observado durante la segunda observación de LIGO desde que se actualizó en un programa llamado Advanced LIGO. Pero su anuncio se retrasó debido al tiempo requerido para comprender otros dos descubrimientos: una observación de tres detectores LIGO-Virgo de ondas gravitatorias de otra fusión binaria de agujeros negros (GW170814) el 14 de agosto, y la primera detección de una fusión de dos estrellas de neutrones (GW170817) en ondas luminosas y gravitacionales el 17 de agosto.

Un artículo que describe la observación recientemente confirmada, "GW170608: Observación de una coalescencia del agujero negro binario de masa solar 19", escrito por la Colaboración Científica LIGO y la Colaboración Virgo ha sido enviado a The Astrophysical Journal Letters y está disponible para leer en arXiv, artículo en línea. Se puede encontrar información adicional para el público científico y general en http://www.ligo.org/detections/GW170608.php.

Una detección fortuita.

El hecho de que los investigadores pudieron detectar GW170608 tuvo algo de suerte.

Un mes antes de esta detección, LIGO pausó su segunda ejecución de observación para abrir los sistemas de vacío en ambos sitios y realizar el mantenimiento. Mientras los investigadores de LIGO Livingston, en Louisiana, completaron su mantenimiento y estuvieron listos para observar nuevamente después de unas dos semanas, LIGO Hanford, en Washington, se encontró con problemas adicionales que retrasaron su regreso a la observación.

En la tarde del 7 de junio (PDT), LIGO Hanford finalmente pudo mantenerse en línea confiablemente y el personal estaba haciendo los preparativos finales para una vez más "escuchar" las ondas gravitacionales entrantes. Como parte de estas preparaciones, el equipo de Hanford estaba haciendo ajustes de rutina para reducir el nivel de ruido en los datos de ondas gravitacionales causado por el movimiento angular de los espejos principales. Para desentrañar cuánto afectó este movimiento angular a los datos, los científicos sacudieron los espejos muy levemente a frecuencias específicas. A los pocos minutos de iniciado este procedimiento, GW170608 pasó a través del interferómetro de Hanford, llegando a Louisiana unos 7 milisegundos más tarde.

LIGO Livingston informó rápidamente de la posible detección, pero desde que se estaba trabajando en el detector de Hanford, su sistema de detección automática no estaba activado. Si bien el procedimiento que se estaba realizando afectó la capacidad de LIGO Hanford de analizar automáticamente los datos entrantes, no impidió que LIGO Hanford detectara las ondas gravitatorias. El procedimiento solo afectó a un rango de frecuencia estrecho, por lo que los investigadores de LIGO, habiéndose enterado de la detección en Louisiana, aún fueron capaces de buscar y encontrar las ondas en los datos después de excluir esas frecuencias. Para esta detección, Virgo todavía estaba en una fase de puesta en marcha; comenzó a tomar datos el 1 de agosto.

Más para aprender sobre los agujeros negros.

Imagen del artista de dos agujeros negros fusionándose. Los agujeros negros están orbitando de una
manera no alineada lo que siginifica que tienen orientaciones diferentes en relación con
el movimiento general del par.
Crédito: LIGO Caltech/MIT/Sonoma State (AURORE Simonnet)

GW170608 es el binario de agujero negro más ligero que LIGO y Virgo han observado, y es uno de los primeros casos en que los agujeros negros detectados a través de ondas gravitacionales tienen masas similares a agujeros negros detectadas indirectamente a través de radiación electromagnética, como rayos X.

Este descubrimiento permitirá a los astrónomos comparar las propiedades de los agujeros negros recogidos de las observaciones de ondas gravitacionales con los de agujeros negros de similar masa que previamente solo se detectaron con estudios de rayos X, y rellena un eslabón perdido entre las dos clases de observaciones de agujeros negros.

A pesar de su tamaño relativamente diminuto, los agujeros negros de GW170608 contribuirán en gran medida al creciente campo de la "astronomía multimessenger", donde los astrónomos de ondas gravitacionales y los astrónomos electromagnéticos trabajan en conjunto para aprender más acerca de estos objetos exóticos y misteriosos.

El futuro.

Los detectores LIGO y Virgo están actualmente fuera de línea para realizar más actualizaciones y mejorar la sensibilidad. Los científicos esperan lanzar una nueva serie de observación en el otoño de 2018, aunque habrá pruebas ocasionales durante las cuales las detecciones pueden ocurrir.

Los científicos de LIGO y Virgo continúan estudiando datos de la ejecución de observación de O2 completada, buscando otros eventos que ya están "en la lata", y se están preparando para la mayor sensibilidad esperada para la ejecución de observación de O3 de otoño.

LIGO es financiado por la NSF y operado por Caltech y MIT, que concibió a LIGO y dirigió los proyectos iniciales y avanzados de LIGO. El apoyo financiero para el proyecto Advanced LIGO fue liderado por la NSF con Alemania (Max Planck Society), el U.K. (Science and Technology Facilities Council) y Australia (Australian Research Council) realizando importantes compromisos y contribuciones al proyecto. Más de 1.200 científicos y unas 100 instituciones de todo el mundo participan en el esfuerzo a través de la Colaboración Científica LIGO, que incluye la Colaboración GEO y la colaboración australiana OzGrav. Los socios adicionales se enumeran en http://ligo.org/partners.php

La colaboración de Virgo está compuesta por más de 280 físicos e ingenieros pertenecientes a 20 diferentes grupos de investigación europeos: seis del Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS) en Francia; ocho del Istituto Nazionale di Fisica Nuclear (INFN) en Italia; dos en los Países Bajos con Nikhef; el MTA Wigner RCP en Hungría; el grupo POLGRAW en Polonia; España con la Universidad de Valencia; y el Observatorio Gravitacional Europeo, EGO, el laboratorio que alberga el detector Virgo cerca de Pisa en Italia, financiado por CNRS, INFN y Nikhef.

Información adicional.

Artículo: "GW170608: Observation of a 19-solar-mass Binary Black Hole Coalescence", en línea.

Equipo de científicos de GW170608:

The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration: B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams, P. Addesso, R. X. Adhikari, V. B. Adya, C. Affeldt, M. Afrough, B. Agarwal, M. Agathos, K. Agatsuma, N. Aggarwal, O. D. Aguiar, L. Aiello, A. Ain, P. Ajith, B. Allen, G. Allen, A. Allocca, P. A. Altin, A. Amato, A. Ananyeva, S. B. Anderson, W. G. Anderson, S. V. Angelova, S. Antier, S. Appert, K. Arai, M. C. Araya, J. S. Areeda, N. Arnaud, K. G. Arun, S. Ascenzi, G. Ashton, M. Ast, S. M. Aston, P. Astone, D. V. Atallah, P. Aufmuth, C. Aulbert, K. AultONeal, C. Austin, A. Avila-Alvarez, S. Babak, P. Bacon, M. K. M. Bader, S. Bae, P. T. Baker, F. Baldaccini, G. Ballardin, S. W. Ballmer, S. Banagiri, J. C. Barayoga, S. E. Barclay, B. C. Barish, D. Barker, et al. (1042 autores adicionales que no se muestran)

Publicado en LIGO el 15 de noviembre del 2.017.