El telescopio utilizado para el “Catalina Sky Survey” (Sondeo del Cielo, Catalina) de 60 pulgadas (1.83 metros) sobre el Monte Lemmon.
Crédito: Catalina Sky Survey.
Investigadores de la Universidad de Arizona están utilizando los telescopios de objetos cercanos a la Tierra del “Catalina Sky Survey” (Sondeo del Cielo, Catalina) para localizar las contrapartes ópticas de las ondas gravitacionales desencadenadas por fusiones masivas.
La carrera está en marcha. Desde la construcción de una tecnología capaz de detectar las ondas en el espacio y el tiempo desencadenadas por colisiones de objetos masivos en el Universo, los astrónomos de todo el mundo han estado buscando las ráfagas de luz que podrían acompañar a tales colisiones, que se cree que son las fuentes de elementos pesados raros.
Simulación de una fusión binaria de estrellas de neutrones.
Desde la parte superior izquierda, en el sentido de las agujas del reloj: las dos estrellas de neutrones (dibujadas en blanco) giran en espiral una alrededor de la otra, entran en contacto y se funden en una estrella de neutrones pesada. Parte del material (con densidad codificada por colores) contamina el ambiente circundante y forma un grueso disco de acreción alrededor del objeto remanente. Toda la secuencia cubre aproximadamente 0.03 s de evolución. En la mayoría de los casos, la estrella de neutrones pesados no puede sobrevivir a su propia gravedad durante mucho más tiempo, y finalmente colapsa en un agujero negro.
Créditos de simulación y visualización: Ciolfi, Giacomazzo (colaboración Virgo), Kastaun (colaboración científica LIGO).
El Observatorio Steward de la Universidad de Arizona se ha asociado con elCatalina Sky Survey, que busca asteroides cercanos a la Tierra desde Monte Lemmon, en un esfuerzo denominado “Searches After Gravitational Waves Using ARizona Observatories, or SAGUARO” (Búsquedas Después de las Ondas Gravitacionales Usando los Observatorios de ARizona) para encontrar contrapartes ópticas de las fusiones masivas.
Las estrellas de neutrones condenadas crean una explosión de luz y ondas gravitacionales. Más información.
Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab / Music: “Exploding Skies” from Killer Tracks.
Searches After Gravitational Waves Using ARizona Observatories, or SAGUARO” (Búsquedas Después de las Ondas Gravitacionales Usando los Observatorios de ARizona.
Crédito: Michael Lundquist.
El sondeo “Catalina Sky Survey” tiene toda la infraestructura para el estudio de asteroides. Por lo tanto, hemos implementado un software adicional para tomar alertas de ondas gravitacionales de LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, Observatorio de Ondas Gravitacionales de Interferómetro Láser) y el interferómetro Virgo y luego notificar el sondeo para buscar un área del cielo con mayor probabilidad de contener la contraparte óptica “, dijo Michael Lundquist , Investigador Posdoctoral Asociado y autor principal del estudio publicado hoy en Astrophysical Journal Letters.
“Esencialmente, en lugar de buscar en la siguiente sección del cielo que normalmente haríamos, salimos y observamos alguna otra área que tiene una mayor probabilidad de contener una contraparte óptica de un evento de onda gravitacional”, dijo Eric Christensen , Director del “Catalina Sky Survey” y Científico Superior del Laboratorio Lunar y Planetario. “La idea principal es que podemos ejecutar este sistema manteniendo la búsqueda de asteroides”.
La campaña en curso comenzó en Abril, y solo en ese mes, el equipo fue notificado de tres colisiones masivas. Debido a que es difícil determinar la ubicación precisa desde la cual se originó la onda gravitacional, localizar contrapartes ópticas puede ser difícil.
Según Lundquist, se están empleando dos estrategias. En la primera, los equipos con pequeños telescopios apuntan a galaxias que están a la distancia aproximada correcta, de acuerdo con la señal de onda gravitacional. El Catalina Sky Survey, por otro lado, utiliza un telescopio de 60 pulgadas con un amplio campo de visión para escanear grandes franjas de cielo en 30 minutos.
Tres alertas, el 9, 25 y 26 de Abril, activaron el software del equipo para buscar cerca de 20,000 objetos. El software de aprendizaje automático redujo el número total de posibles contrapartes ópticas a cinco.
El primer evento de onda gravitacional fue una fusión de dos agujeros negros, dijo Lundquist.
“Hay algunas personas que piensan que se puede obtener una contraparte óptica de esas, pero definitivamente no es concluyente”, dijo.
El segundo evento fue la fusión de dos estrellas de neutrones, el núcleo increíblemente denso de una estrella gigante colapsada. Se cree que el tercero es una fusión entre una estrella de neutrones y un agujero negro, dijo Lundquist.
Si bien ningún equipo confirmó sus contrapartes ópticas, el equipo de la UA sí encontró varias supernovas. También utilizaron el Observatorio del Telescopio Binocular Grande (Large Binocular Telescope) para clasificar espectroscópicamente un objetivo prometedor de otro grupo. Se determinó que era una supernova y no estaba asociada con el evento de onda gravitacional.
El LBT (Gran Telescopio Binocular) es un telescopio óptico / infrarrojo ubicado en el Observatorio Internacional Mount Graham , en Arizona, EE. UU. Es una asociación entre varios institutos de Italia, Alemania y Estados Unidos. El LBT tiene dos espejos primarios, que miden 8.4 metros (27 pies) de ancho, cada uno montado en el mismo recinto (de ahí el nombre de “binocular”).
Juntos, pueden capturar la misma cantidad de luz que un telescopio ‘estándar’ de 11.8 metros (39 pies) de ancho. Además: al combinar la luz de los dos espejos, el LBT puede lograr la claridad de imagen de una apertura de 22,8 metros (75 pies).
Crédito: John Hill.
“También encontramos un objeto cercano a la Tierra en el campo de búsqueda el 25 de abril”, dijo Christensen. “Eso demuestra que podemos hacer ambas cosas al mismo tiempo”.
Pudieron hacer esto porque el Catalina Sky Survey tiene observaciones de las mismas franjas de cielo que se remontan a muchos años. Muchos otros grupos no tienen fácil acceso a fotos pasadas para comparar, ofreciendo al equipo de la UA una ventaja.
“Tenemos muy buenas referencias”, dijo Lundquist. “Restamos la nueva imagen de la imagen anterior y usamos esa diferencia para buscar algo nuevo en el cielo”.
“El proceso que describió Michael”, dijo Christensen, “comenzando con un gran número de detecciones de candidatos y filtrando las detecciones verdaderas, es muy familiar. Hacemos eso también con objetos cercanos a la Tierra ”.
El equipo planea desplegar un segundo telescopio en la búsqueda de contrapartes ópticas: el telescopio Schmidt de 0,7 metros del Catalina Sky Survey. Si bien el telescopio es más pequeño que el telescopio de 60 pulgadas, tiene un campo de visión aún más amplio, lo que permite a los astrónomos buscar rápidamente un trozo de cielo aún más grande. También han mejorado su software de aprendizaje automático para filtrar las estrellas que cambian regularmente de brillo.
“Catalina Sky Survey toma cientos de miles de imágenes del cielo cada año, desde múltiples telescopios. Nuestros telescopios de imágenes capturan todo el cielo nocturno visible varias veces al mes, luego estamos buscando un tipo de rebanada estrecha del pastel”, dijo Christensen. dijo. “Por lo tanto, hemos estado dispuestos a compartir los datos con quien quiera usarlos”.
Fuente: Universidad de Arizona.
Artículo original: “Best of Both Worlds: Asteroids and Massive Mergers“. Mikayla Mace. Aug. 14, 2019.
Material relacionado:
La página del Sondeo “Catalina Sky Survey”:
Catalina Sky Survey. Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona.
Sobre los asteroides cercanos a la Tierra, el siguiente artículo contiene en el apartado “Material relacionado” una selección de recursos:
Un asteroide acaba de «zumbar» cerca de la Tierra, y apenas nos dimos cuenta a tiempo. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Julio 26, 2019.
Haciendo referencia a las detecciones durante el primer mes de la tercer campaña de sondeo de LIGO – VIRGO:
Logros de LIGO-Virgo después del primer mes de O3. LIGO – VIRGO.
Sobre AEON, una nueva red de telescopios para eventos transitorios y Astronomía en el dominio de tiempo:
LCO Reaches a Major Milestone with Observations on the SOAR Telescope. Las Cumbres Observatory .
La detección de la primera Kilonova y la nueva era de la «Astronomía Multimensajero».
La confirmación de un nuevo tipo de transitorio de distinto origen, la primera Kilonova el 17 de Agosto de 2017, evento resultante de la fusión de dos estrellas de neutrones detectado por primera vez por LIGO y a continuación por telescopios espaciales tanto de altas energías como en el rango óptico, y luego en tierra por telescopios ópticos y radiotelescopios, abriendo una nueva era de la Astronomía, la «Astronomía Multimensajero» sumando el campo de las Ondas Gravitacionales al de las Electromagnéticas. El comunicado de prensa de ESO, con enlaces a los trabajos de investigación a que dio lugar el evento, es el siguiente:
- Telescopios de ESO observan la primera luz de una fuente de ondas gravitacionales. ESO, Comunicado Científico eso1733es. 16 de Octubre, 2017.
EL artículo de la NASA:
NASA Missions Catch First Light from a Gravitational-Wave Event. NASA. October 16, 2017.
El artículo en nuestra página, sobre el evento:
- GW170817: Observación de ondas gravitacionales procedentes del movimiento en espiral de una binaria de estrellas de neutrones. AAA.
Ver también:
- Astronomers see Light Show associated with Gravitational Waves. Kilonova.org.
- Astronomers Glimpse Cosmic Origins of Gold, Platinum, in Neutron Star Collision. Kim Martinau. University of Columbia.October 16, 2017.
- The formation of the heaviest elements. Anna Frebel and Timothy C. Beers. Physics Today 71, 1, 30 (2018); https://doi.org/10.1063/PT.3.3815. January 2018.
- What happened to the GW170817 neutron stars after the merger?. Hamish Johnston. Physics World. October 18, 2017.
- Kilonova! Gravitational Waves and Radiation Detected From a Neutron Star Collision. Fraser Cain. October 20, 2017. (Video)
- Neutron Star Binary Mergers in the Era of Gravitational Wave Astronomy. Brian Metzger, Columbia University. Harvard Smithsonian Center for Astrophysics Colloquium, Marh 16, 2017. (Video)
- A Ripple, a Flash and a Bang: The Story of Two Neutron Stars. Peter Blanchard and Ashley Villar, PhD Candidates, Astrophysics, Harvard University. February 15, 2018. (Video).
