"Qui a vu" la fusion des étoiles à neutrons binaires en premier? Quelle était la séquence des événements? (GRB / GW170817)

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J'essaie de lire Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger the "cast of milliers" OPEN Access ApJ letter 848: L12 (59pp), 20 octobre 2017 https://doi.org/10.3847/2041-8213/ aa91c9 et ressentez la séquence des événements qui se sont produits lorsque les ondes gravitationnelles et les rayons gamma ont atteint la Terre vers 12 h 41 UTC 2017-août 17.

Il semble y avoir cinq instruments impliqués dans la première détection et la détermination de la direction; LIGO-Hanford et LIGO-Livingston , VIRGO , Fermi-GBM et INTEGRAL . Les trois premiers sont des détecteurs d'ondes gravitationnelles et les deux derniers sont des télescopes à rayons gamma en orbite terrestre. La figure 2 du document (dont une partie est illustrée ci-dessous) fournit une infographie dense des premières observations. En haut à gauche, on peut voir un encart qui s'étend de douze secondes avant la fusion pendant la rampe de fréquence des ondes gravitationnelles (GW) à six secondes après, où la majorité de l'éclatement des rayons gamma (GRB) est détectée.

D'une manière ou d'une autre, la combinaison du GW et du GRB a déclenché une séquence d'événements qui a déclenché une campagne d'observation mondiale pour rechercher l'événement dans tout le spectre électromagnétique restant, de la radio aux rayons visibles et UV aux rayons X. Les flux de données de neutrinos ont également été vérifiés.

Question: Je voudrais poser des questions sur la séquence des événements, les alertes et l'analyse rapide automatique et manuelle des données GW et GRB qui ont déclenché les alertes. Quel détecteur ou combinaison a d'abord "vu" l'événement comme une sorte d'événement signalé? L'un a-t-il déclenché une analyse rapide de l'autre? Ces alertes automatisées déclenchaient-elles un logiciel à ré-analyser, ou des SMS vers des milliers de téléphones portables incitaient-ils chacun à s'asseoir à son poste de travail?


ci-dessous: Figure 2 (partielle) montrant la chronologie secondes avant et heures et jours après (échelle logarithmique). Les données GW et GRB ont été utilisées (voir figure 1) pour démarrer la recherche pour le reste de la recherche électromagnétique.

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ci-dessous: Figure 1 montrant les localisations effectuées à partir de différents ensembles de détecteurs GW et GRB.

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uhoh
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Réponses:

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Le déclencheur initial de Fermi peut être trouvé ici , et la séquence d'alertes suivante qui a été envoyée par la collaboration scientifique LIGO / collaboration Virgo (LVC) et divers observateurs électromagnétiques qui suivent l'événement peuvent être trouvés dans les archives circulaires GCN ici . Cela ne donne pas tout à fait toute l'histoire de la chronologie des événements, mais c'est un bon début et le document "Multimessenger" lié est assez complet pour donner l'histoire complète.

Comme le montre la figure, le signal est arrivé en premier dans les détecteurs d'ondes gravitationnelles, les rayons gamma arrivant à Fermi et INTEGRAL environ 1,7 seconde après le temps de fusion observé. Cependant, le logiciel d'analyse en ligne à bord de Fermi a été le plus rapide à détecter la salve et à générer un déclencheur automatisé seulement 14 secondes après l'arrivée du signal (je ne connais plus les détails internes du déclenchement de Fermi, comment les alertes envoyer aux gens, ou quelles interventions manuelles ultérieures sont nécessaires). En un peu plus de 7 minutes, le logiciel automatisé en ligne recherche des signaux d'ondes gravitationnelles à l'aide de modèles de coalescence binaires compacts (voir cet article et cet article).) avait produit un candidat en utilisant les données du détecteur LIGO Hanford seul (les données LIGO Livingston avaient été automatiquement opposées par le logiciel en raison de la présence d'un problème [Figure 2 de cet article ], et les données Virgo ne s'étaient pas encore propagées à l'emplacement) où l'analyse a été exécutée) - cela informait automatiquement (par e-mail ou par SMS) un certain nombre de personnes dans le LVC que quelque chose d'intéressant s'était produit. Moins de 10 secondes après l'enregistrement de l'onde gravitationnelle candidate, un code automatisé appelé RAVEN (voir, par exemple, la section 4.1 de ce document) a noté la coïncidence temporelle entre le déclencheur de Fermi et le candidat d'onde gravitationnelle. Après avoir été informé du déclenchement de l'onde gravitationnelle, diverses personnes au sein du LVC ​​ont initié une conférence téléphonique et commencé à regarder manuellement les données et ont vu le signal de type gazouillis évident dans les représentations temps-fréquence des données. Environ 33 minutes après le déclenchement de l'onde gravitationnelle et 40 minutes après l'arrivée du signal, il a été décidé (des personnes étaient impliquées) de publier une annonce (la première entrée dans la liste GCN ici ) qu'il y avait un déclencheur d'éclatement de rayons gamma Fermi et déclenchement de l'onde gravitationnelle.

Concernant les heures d'arrivée des signaux aux différents détecteurs d'ondes gravitationnelles: il est arrivé d'abord à Virgo, suivi par le détecteur LIGO Livingston, et enfin au détecteur LIGO Hanford.

Matt Pitkin
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Wow, c'est exactement le genre de réponse que j'espérais! C'est absolument clair, concis et bien fourni. Merci d'avoir rassemblé tout cela dans un format aussi facile à lire! Maintenant (par exemple), je comprends mieux de quoi parlait le journal multimessager par rapport à la présence du problème.
uhoh
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@uhoh merci. Il y a évidemment plus dans l'histoire après les premières observations de rayons gamma et d'ondes gravitationnelles, et j'espère que le document "Multimessenger" donne une bonne idée de ce qui s'est passé (bien que je suis sûr que les personnes impliquées dans les diverses campagnes de suivi électromagnétique ont beaucoup de un aperçu intéressant de la façon dont les choses se sont déroulées pour eux, par exemple ici et ici .)
Matt Pitkin
C’est génial; les astronomes sont de vraies personnes! :-) La recherche était donc en 3D - dans ce cas, la "distance de luminosité" est (grosso modo) un paramètre du modèle qui reflète l'échelle globale (amplitude) de la déformation?
uhoh
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@uhoh oui, les recherches électromagnétiques de suivi ont souvent utilisé les informations 3D (emplacement du ciel et distance de luminosité) des observations des ondes gravitationnelles (la recherche GW elle-même couvre un espace de paramètres 9D si vous supposez que les étoiles ne tournent pas, etc.) à 6 dimensions supplémentaires si vous incluez des composants de spin). Pour le signal d'onde gravitationnelle, vous avez raison de dire que la distance de luminosité met directement à l'échelle l'amplitude du signal avec une échelle 1 / d. L'amplitude est également mise à l'échelle par quelque chose appelé la masse de chirp, mais qui peut être mesurée avec précision à travers l'évolution de phase du signal.
Matt Pitkin
OK, merci pour le suivi!
uhoh