Las alertas de las señales GW170817 (LIGO-Virgo) y GRB 170817A (Fermi/Integral)

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El 17 de agosto de 2017 sobre las 14:39:45 (UTC/GMT+2, Madrid) se empezó a observar una onda gravitacional en los dos detectores de LIGO. Tras unos 100 segundos, se alcanzó el pico de amplitud y el final de la onda gravitacional, llamada GW170817, a las 14:41:04. Dos segundos más tarde el telescopio espacial Fermi de la NASA (50–300 keV) observó el brote corto de rayos gamma (se inició a las 14:41:06 y finalizó en 256 ms); de forma simultánea el telescopio espacial INTEGRAL de la ESA (100–1000 keV) observó la misma señal, llamada sGRB 170817A (aunque con una duración de 100 ms). El sistema automático de alerta de Fermi generó un aviso 16 segundos más tarde, que se recibió en la base de datos de alertas de la colaboración LIGO-Virgo.

La señal en LIGO-Virgo (LVC) se observó tanto en Hanford (H1) como en Livingston (L1), pero el sistema de detección automático rechazó la señal de L1 porque vino acompañada de un ruido espurio localizado (glitch) de origen instrumental. A las 14:47:18 el sistema de análisis automático de LVC informó de la existencia de una señal muy clara en H1, pero no en L1. A las 14:47:22 otro sistema de análisis automático de LVC informó por correo electrónico a los expertos de LVC de la coincidencia entre la señal en H1 y la señal observada por Fermi. Los expertos observaron que la señal de H1 también aparecía en L1, si se eliminaba el glitch.

A las 14:58:25 un experto de LVC decidió que se debía generar una alerta a los 70 grupos de astrónomos colaboradores de LVC; el visto bueno definitivo del grupo de expertos se obtuvo a las 14:58:47 y se generó el aviso automático oficial a las 15:08:15 (unos 18 minutos después de registrar la señal). La versión en texto de la alerta, llamada circular GCN 21505 (LIGO/Virgo G298048: Fermi GBM trigger 524666471/170817529) , con el mensaje “candidato a fusión de dos estrellas de neutrones con posible contrapartida en Fermi GBM”, se publicó a las 15:21:42 (unos 40 minutos después de registrar la señal). A las 15:47:37 apareció un texto de aviso de Fermi, llamada circular GCN 21506, con el mensaje “GRB corto unos 2 segundos despúes de una contrapartida en un solo interferómetro de LIGO”. A las 15:57:47 apareció un texto de alerta de Integral, llamada circular GCN 21507, con el mensaje “INTEGRAL detecta contrapartida a la señal de LIGO-Virgo G298048″ (unos 66 minutos tras registrar la señal).

Más información en listado de circulares de alerta GW170817 / GRB170817A. Recomiendo la lectura de A. Goldstein, P. Veres, …, M. Stanbro, “An Ordinary Short Gamma-Ray Burst with Extraordinary Implications: Fermi-GBM Detection of GRB 170817A,” Astrophysical Journal Letters 848: L14 (2017), doi: 10.3847/2041-8213/aa8f41, arXiv:1710.05446 [astro-ph.HE]; V. Savchenko, C. Ferrigno, …, P. Ubertini, “INTEGRAL Detection of the First Prompt Gamma-Ray Signal Coincident with the Gravitational Wave Event GW170817,” Astrophysical Journal Letters 848: L15 (2017), doi: 10.3847/2041-8213/aa8f94, arXiv:1710.05449 [astro-ph.HE]; y ANTARES, IceCube, Pierre Auger, LIGO Scientific, Virgo Collaborations, “Search for High-energy Neutrinos from Binary Neutron Star Merger GW170817 with ANTARES, IceCube, and the Pierre Auger Observatory,” arXiv:1710.05839 [astro-ph.HE].

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A las 16:05:11 (UTC/GMT+2, Madrid) en la circular GCN 21508 el detector de neutrinos IceCube (Antártida) anunció seis neutrinos detectados en la ventana de tiempo (± 500 segundos) centrada en la señal LIGO-Virgo G298048; la circular GCN 21511 de LIGO informó que solo uno de los neutrinos de IceCube podía coincidir con la con la señal observada por LIGO-Virgo y Fermi/Integral. A las 19:27:25 se avisó desde LIGO (circular GCN 21568) que dicho neutrino no coincidía con la señal LIGO-Virgo G298048. Por desgracia, IceCube no había observado ningún neutrino asociado a la fusión de las estrellas de neutrones. A las 22:35:31 se lanzó la circular GCN 21522 del detector de neutrinos ANTARES (Mar Mediterráneo) que anunciaba lo mismo, no se había detectado ningún neutrino en la ventana de tiempo de LIGO-Virgo G298048.

La clave para la localización de la fuente de la señal GW170817 fue el análisis de las señales de H1, L1 (tras eliminar el glitch) y Virgo (V1). Por cierto, Virgo no observó esta señal, la relación señal-ruido (SNR) era insuficiente (SNR=2); sin embargo, la SNR en Livingston (26) y en Hanford (18) eran tan grandes que Virgo tendría que haber observado dicha señal, por tanto, la señal (una onda cuadrupolar) tuvo que llegar desde el punto del cielo que está en el ángulo muerto de Virgo; gracias a ello se ha podido localizar la fuente de GW170817 con mayor precisión que en el caso de GW170814. El aviso con la localización de la fuente en el cielo obtenido por triangulación H1-L1-V1 fue enviado a las 19:54:51, circular GCN 21513. También se estimó la distancia a la fuente (lo que ayudó mucho al estudio de la señal EM170817).

La primera observación óptica de la fuente fue obtenida por el telescopio Swope de 1 m en el Observatorio de Las Campanas, circular GCN 21529 a las 03:05:23 del día 18 de agosto de 2017; la señal EM170817 fue llamada inicialmante SSS17a. Se había observado en la galaxia NGC 4993 / ESO 508-G018 a una distancia de ~40 Mpc (coincidente con la estimada por LIGO-Virgo). En la circular GCN 21530 se informó a las 03:15:01 (solo diez minutos más tarde) que DECam había observado una señal similar, que fue llamada DLT17ck.

Durante la noche del 18 de agosto de 2017 muchos otros instrumentos observaron la señal óptica SSS17a/DLT17ck; su magnitud era tan grande que permitía su observación incluso con telescopios pequeños, aunque gracias a los más grandes se obtuvo una información mucho más detallada. No aburriré al lector con más detalles sobre observaciones posteriores. Solo quiero destacar que la colaboración entre múltiples instrumentos y científicos es fundamental para el progreso de la ciencia, y la señal GW170817 / sGRB 170817A es uno de los mejores ejemplos hasta ahora.


12 Comentarios

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AlnairAlnair

¿Conoces que magnitud máxima se detectó en el visible?
O magnitud mínima, nunca se como decirlo ya que los valores de magnitud mas pequeños indican un brillo mayor.

alnairalnair

Leyendo el artículo 17,46 en la banda R, que estando a 40 parsec de distancia corresponde una magnitud absoluta de -15.8.
Magnitud absoluta es la magnitud que hubiera tenido si hubiera estado a 1 parsec de distancia (3,26 años luz). La luna llena tiene una magnitud de -13 y el Sol de -26.

Gracias.

GustavoGustavo

Un ejemplo impresionante de ciencia en tiempo real, mis felicitaciones para todos los investigadores que se vieron involucrados en el hallazgo.
Ahora una consulta, cuando se realizan estas medidas tan precisas en los interferometros, que papel juegan los efectos cuánticos de incertidumbre? Llegan a presentar un problema o los investigadores lograron alguna forma de evitarlo?

Psi4Psi4

Para lograr la alta precisión que necesitan estas medidas se usan unos estados de luz cuánticos llamados squeezed states. La idea clave es reducir la indeterminación cuántica en la variable que se quiere medir a costa de aumentarlo en la variable conjugada, respetando de esta manera el principio de incertidumbre.

https://www.nature.com/nphoton/journ...13.177.html

EduEdu

Saludos don concha cuetos=albert zotkin, hacía tiempo que ud se dedicaba en exclusiva a su propio blog conspiranoico y no se pasaba por aquí :)

Francisco M.Francisco M.

En el futuro se pondrán procesadores de I.A, a cargo que se comunicarán entre ellos las alertas sin necesidad de perder tiempo en “confirmaciones humanas”. Será una red que irá aprendiendo por sí misma y el rol humano será el de “reconocimiento de los resultados y el cobro de premios Nobel”. Se están poniendo chips dedicados a A.I, incluso en celulares (el nuevo iPhone y los Huawei), las placas de video para “gamers” de nVidia de nueva generación ya tienen, Intel, Google, IBM y AMD tienen tambien los suyos. La intercomunicación de los sistemas de observación será en tiempo real y sucesos coordinados entre decenas de telescopios como este último de Ligo serán de todos los días

Juan CarlosJuan Carlos

Solo una aclaración, alnair.
La magnitud absoluta se mide como la magnitud aparente que tendría un astro a 10 parsec de distancia, no un parsec como indicas. De hecho haciendo los cálculos a 10 parsec, me da la magnitud de -15,8 que comentas correctamente.

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