LIGO detecta por segunda vez ondas gravitacionales

GWmergerCombo

Esta ilustración artística muestra los sistemas binarios de agujeros negro fusionen GW150914 (imagen izquierda) y GW151226 (imagen de la derecha). Los pares de agujeros negros se muestran conjuntamente en esta ilustración, pero en realidad se detectaron en diferentes momentos, y en diferentes partes del cielo. Las imágenes han sido a escala para mostrar la diferencia en la masa de los agujeros negros. En el caso de GW150914, los agujeros negros eran 29 y 36 veces la masa de nuestro Sol, mientras que en GW151226, los dos agujeros negros tenían 14 y 8 masas solares.

Crédito de la imagen: LIGO / A. Simonnet.

Los dos detectores de ondas gravitacionales LIGO en Hanford Washington y Livingston Louisiana han capturado una segunda señal robusta a partir de dos agujeros negros en sus órbitas finales y luego su coalescencia en un sólo agujero negro. Este evento, denominado GW151226, fue observado el 26 de Diciembre a las  3:38:53 (Tiempo Universal Coordinado en, también conocido como meridiano de Greenwich), cerca del final del primer período de observación de LIGO ( “S1”), y de inmediato el evento fue apodado “ el día de las cajas (regalos) de Navidad “.

LIGOTimeline (1)

LIGO  Primera Observación de Ejecución:
Esta ilustración muestra las fechas para las dos detecciones de ondas gravitacionales confirmados por LIGO; y una detección candidata, que era demasiado débil para confirmar de forma inequívoca. Los tres eventos se produjeron durante los primeros cuatro meses de ejecución del LIGO Avanzado – la versión mejorada, más sensible, de las instalaciones. Los tres eventos son GW150914 (14 de Septiembre, 2015), LVT151012 (12 Oct., 2015), y GW151226 (26 de Diciembre, 2015). Crédito de la imagen: LIGO – Ver más en: https://www.ligo.org/detections/index.php#gw151226.

Al igual que en la primera detección de LIGO, este evento se identificó a pocos minutos del pasaje de la onda gravitatoria. Cuidadosos estudios posteriores de los instrumentos y entornos alrededor de los observatorios mostraron que la señal que se vió en los dos detectores era verdaderamente de dos agujeros negros distantes distante de la Tierra – alrededor de 1,4 millones de años luz de distancia, por coincidencia más o menos a la misma distancia que la primera señal  que se haya detectado . El evento del “Día de las cajas de Navidad” difería sin embargo, de la primera observación de ondas gravitatorias por LIGO en algunos aspectos importantes,

  1. La onda gravitatoria llegó a los dos detectores casi al mismo tiempo, lo que indica que la fuente se encuentra en algún lugar de un anillo de cielo a mitad de camino entre los dos detectores. Conociendo el patrón de sensibilidad de nuestro detector, se puede añadir que es un poco más probable que la onda procediera desde encima de nuestra cabeza o desde abajo de nuestros pies en lugar que del oeste o el este. Con sólo dos detectores, sin embargo, no podemos limitar la búsqueda mucho más que eso. Esto difiere de la señal del LIGO primera detectada (GW150914, del 14 de Septiembre de 2015), que procedía del ‘sureste’, golpeando el detector de Louisiana antes que el de Washington.
  2. Los dos agujeros negros que se fusionaron en el evento del” Día de las cajas” eran menos masivos (14 y 8 veces la masa de nuestro Sol) que los observados en la primera detección GW150914 (36 y 29 veces la masa de nuestro Sol). Si bien esto hizo que la señal más débil que GW150914, cuando estos agujeros negros más ligeros se fusionaron, su señal se desplazó hacia frecuencias más altas, que entran en la banda sensible de LIGO, que en la fusión  que hemos observado anteriormente en el evento de Septiembre. Esto nos permitió observar más órbitas que en la primera detección, unas 27 órbitas durante aproximadamente un segundo (esto se compara con sólo dos décimas de segundo de la observación en la primera detección). Combinados, estos dos factores (pequeñas masas y más órbitas observadas) fueron las claves que permitieron a LIGO detectar una señal más débil. También nos permitieron hacer comparaciones más precisas con lo predicho por la teoría de la Relatividad General: la señal , de nuevo concordó a la perfección con la teoría de Einstein.
  3. Por último, pero no menos importante, el evento del “Día de las cajas” reveló que uno de los agujeros negros iniciales daba vueltas como una peonza! – Y poder afirmar esto con confianza es una primicia para LIGO. Un agujero negro que gira sugiere que este objeto tiene una historia diferente – por ejemplo, tal vez es el resultado del aspirado en “masa de una estrella compañera antes o después del colapso de una estrella para formar un agujero negro, consiguiendo spin en el proceso.

localization-gw151226.jpg LIGOlocalization_comparison_gw150914_gw151226.jpgLIGOgw150914-lvt151012-gw151226.jp LIGO

  •  Figura arriba, izquierda, Mapeo de la Nueva Detección de LIGO en el cielo:
    la ubicación aproximada del evento de ondas gravitacionales detectado el 26 de diciembre 2015 LIGO se muestra en este mapa del cielo del hemisferio sur. Las líneas de colores representan diferentes probabilidades para que la señal se originó: la línea morada exterior define la región de donde se prevé  que proviene la señal  con un nivel de confianza del 90 por ciento; la línea amarilla interior define la región diana a un nivel de confianza del 10 por ciento. Crédito de la imagen: LIGO / Axel Mellinger. Ver más en: https://www.ligo.org/detections/index.php#gw151226.

 

  • Figura arriba, derecha, Mapeo de  Detecciones de LIGO en el cielo:
    la ubicación aproximada de los dos eventos de ondas gravitacionales detectadas hasta el momento por LIGO se muestran en este mapa del cielo del hemisferio sur. Las líneas de colores representan diferentes probabilidades para donde la señal se originó: la línea morada exterior define la región donde se prevé que proviene la señal  con un nivel de confianza del 90 por ciento; la línea amarilla interior define la región diana a un nivel de confianza del 10 por ciento. Crédito de la imagen: LIGO / Axel Mellinger. – Ver más en: https://www.ligo.org/detections/index.php#gw151226.

 

  • Figura arriba, centro, Mapeo de Detecciones  de LIGO Durante la Primera Ejecución de Observación:
    Esta proyección tridimensional de la Vía Láctea sobre un globo transparente muestra las ubicaciones probables de los tres eventos de LIGO detectados durante la primera ejecución de observación. Los diferentes colores se utilizan para representar cada evento. Dos detecciones están confirmados: GW150914 (verde), y GW151226 (azul), mientras que la tercera es una posible detección a menor importancia (LVT151012, en rojo). El contorno exterior de cada una representa la región de confianza del 90 por ciento mientras que el contorno más interior es la región correspondiente al10 por ciento. Crédito de la imagen: LIGO (Leo Singer) / imagen Vía Láctea – Ver más en: https://www.ligo.org/detections/index.php#gw151226

Con estas dos detecciones confirmadas, junto con una tercer probable detección  hecha en Octubre del 2015 (también se cree que fue causada por una pareja  de agujeros negros que se fusionaron – ver nuestro documento del proyecto   sobre  Agujeros Negros binarios en O1 para más información) ahora podemos empezar a estimar la tasa de fusiones de agujeros negros en el Universo basados no en la teoría, sino en observaciones reales. Por supuesto, con sólo unas pocas señales, nuestra estimación tiene grandes incertidumbres, pero nuestra mejor estimación  en este momento está entre  9 y 240 agujeros negros binarios fusionándose  por  Gigaparsec cúbico por año, o alrededor de una fusión cada 10 años, en un volumen de un billón de veces el volumen de la Vía Láctea! Felizmente, en sus primeros meses de funcionamiento, los detectores avanzados de LIGO eran lo suficientemente sensibles como para sondear  el espacio en la profundidad suficiente para ver alrededor de un evento cada dos meses.

Nuestro siguiente intervalo de observación – Observación del Ciclo # 2, o “O2” – comenzará en el otoño del 2016. Con una sensibilidad mejorada, esperamos ver más fusiones de agujeros negros, y posiblemente detectar las ondas gravitacionales de otras fuentes, como las correspondientes a fusiones de estrellas binarias  de neutrones . También estamos esperando que el detector Virgo se una a nosotros más adelante en la carrera de O2. Virgo será de gran ayuda en la localización de las fuentes en el cielo, el colapso de ese anillo hasta un parche, sino que también nos ayudará a comprender las fuentes de ondas gravitacionales.

LIGO libera sus datos al público. Esta política de datos abiertos permite a otros  analizar nuestros datos, garantizando así que las colaboraciones de LIGO y Virgo no se pierda nada en sus análisis, y con la esperanza de que otros encontrarán eventos aún más interesantes. Nuestros datos son compartidos en el  del Centro Abierto de Ciencias de LIGO.  GW151226 tiene su propia página  allí.

Lo invitamos a pasear por la página web del Laboratorio LIGO donde encontrará gráficos para ayudar a entender la observación de San Esteban, enlaces a la nota de prensa, y referencias a artículos científicos si desea ir aún más profundo. Allí también encontrará enlaces a la Colaboración Científica LIGO sitio web, y para nuestra colaboración hermana, Virgo ,  los cuales son fundamentales para estos resultados científicos.

Publicado en PRL 116 , 241103 (2016).

 

Nota de prensa (PDF) Leer el comunicado de prensa en otros idiomas en la página  Detecciones  de la Colaboración Científica LIGO (LSC)

Recursos

Resumen de la ciencia del evento GW151226, preparada para el público en general, en la página web de la Colaboración Científica LIGO .

Publicación de datos asociados con el evento GW151226.

Audio

Los tonos del “chirrido” de las dos detecciones de LIGO están disponibles para su descarga. Los formatos son adecuados como tonos de llamada, ya sea para iPhone o Android. ( Instrucciones para instalar tonos de llamada personalizados)

Detección Septiembre 2015

Detección de diciembre 2015

Portal de la primera detección   de ondas gravitatorias el 14 Sep. 2015.

Más recursos sobre detecciones de LIGO

Fuente: LIGO     Artículo original: “LIGO does it again: A second robust Black Hole coalescence observed”

Selección, traducción y complementación de imágenes del artículo: Equipo de Redacción Web de la AAA.

Los artículos relacionados, links y videos, fueron proporcionados por el Equipo de la Biblioteca Electrónica de la AAA

Artículos relacionados:

                                                                                                                                                University of Princeton/Plasma Physics Laboratory/The Discovery of the Binary Pulsar, Russell A. Hulse

                                                                                                                                                University of Cornell/The History of the Universe/The Binary Pulsar  PSR1913+16,

 Sobre Agujeros Negros:

 

Videos:

        Agujeros Negros:

       Ondas Gravitacionales:

Los comentarios están cerrados.