¿Quién vio primero la fusión binaria de la estrella de neutrones? ¿Cuál fue la secuencia de eventos? (GRB / GW170817)

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Estoy tratando de leer las observaciones de múltiples mensajeros de una fusión binaria de estrellas de neutrones, el "elenco de miles" ABIERTA Acceso ApJ carta 848: L12 (59pp), 20 de octubre de 2017 https://doi.org/10.3847/2041-8213/ aa91c9 y tenga una idea de la secuencia de eventos que tuvieron lugar cuando las ondas gravitacionales y el estallido de rayos gamma llegaron a la Tierra aproximadamente a las 12:41 UTC 2017-agosto-17.

Parece que hay cinco instrumentos involucrados en la primera detección y determinación de dirección; LIGO-Hanford y LIGO-Livingston , VIRGO , Fermi-GBM e INTEGRAL . Los primeros tres son detectores de ondas gravitacionales y los dos últimos son telescopios de rayos gamma en órbita terrestre. La Figura 2 del documento (parte de la cual se muestra a continuación) proporciona una infográfica densamente empaquetada de las primeras observaciones. En la esquina superior izquierda se puede ver un recuadro que abarca desde doce segundos antes de la fusión durante la rampa de frecuencia de onda gravitacional (GW), hasta seis segundos después, donde se detecta la mayoría de la explosión de rayos gamma (GRB).

De alguna manera, la combinación de GW y GRB puso en marcha una secuencia de eventos que desencadenó una campaña de observación mundial para buscar el evento en todo el espectro electromagnético restante desde la radio a través de rayos visibles y UV a rayos X. También se verificaron los flujos de datos de neutrinos.

Pregunta: Me gustaría preguntar sobre la secuencia de eventos, las alertas y el rápido análisis automático y manual de los datos de GW y GRB que activaron las alertas. ¿Qué detector o combinación primero "vio" el evento como una especie de evento marcado? ¿Uno provocó un análisis rápido del otro? ¿Estas alertas automáticas activaron el nuevo análisis del software o los mensajes de texto SMS a miles de teléfonos celulares hicieron que todos se sentaran en sus estaciones de trabajo?


a continuación: Figura 2 (parcial) que muestra la línea de tiempo segundos antes y horas y días después (escala logarítmica). Se utilizaron los datos de GW y GRB (ver Figura 1) para comenzar la búsqueda del resto de la búsqueda electromagnética.

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a continuación: Figura 1 que muestra las localizaciones realizadas a partir de diferentes conjuntos de detectores GW y GRB.

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UH oh
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Respuestas:

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El disparador inicial de Fermi se puede encontrar aquí , y la siguiente secuencia de alertas enviadas por la Colaboración Científica LIGO / Colaboración Virgo (LVC) y varios observadores electromagnéticos que siguen el evento se pueden encontrar en el archivo circular de GCN aquí . Esto no da toda la historia de la línea de tiempo de los eventos, pero es un buen comienzo y el documento "Multimessenger" vinculado es bastante completo para dar la historia completa.

Como se muestra en la figura, la señal llegó primero en los detectores de ondas gravitacionales, con rayos gamma llegando a Fermi e INTEGRAL aproximadamente 1.7 segundos después del tiempo de fusión observado. Sin embargo, el software de análisis en línea a bordo de Fermi fue el más rápido en detectar la explosión y generar un disparador automático solo 14 segundos después de que llegó la señal (no conozco más detalles internos del disparo de Fermi, cómo las alertas enviar a las personas, o qué intervenciones manuales posteriores se requieren). En poco más de 7 minutos, el software automatizado en línea busca señales de ondas gravitacionales utilizando plantillas compactas de fusión binaria (consulte este documento y este documento).) había producido un candidato utilizando datos del detector LIGO Hanford solo (el software vetó automáticamente los datos de LIGO Livingston debido a la presencia de una falla [Figura 2 de este documento ], y los datos de Virgo aún no se habían propagado a la ubicación donde se ejecutó el análisis): esto notificó automáticamente (por correo electrónico o mensaje de texto) a varias personas en el LVC que algo interesante había sucedido. Menos de 10 segundos después de que se haya registrado el candidato de onda gravitacional, un código automatizado llamado RAVEN (consulte, por ejemplo, la Sección 4.1 de este documento) observó la coincidencia temporal entre el activador de Fermi y el candidato de onda gravitacional. Después de ser notificados del desencadenante de la onda gravitacional, varias personas dentro del LVC iniciaron una llamada en conferencia y comenzaron a mirar manualmente los datos y vieron la señal obvia similar a un chirrido en las representaciones de frecuencia de tiempo de los datos. Aproximadamente 33 minutos después del disparo de la onda gravitacional, y 40 minutos después de la llegada de la señal, se decidió (las personas involucradas) emitir un anuncio (la primera entrada en la lista de GCN aquí ) de que había un disparador conjunto de explosión de rayos gamma Fermi y activador de onda gravitacional.

En cuanto a los tiempos de llegada de la señal en los diversos detectores de ondas gravitacionales: llegó primero a Virgo, seguido por el detector LIGO Livingston, y finalmente al detector LIGO Hanford.

Matt Pitkin
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¡Guau, este es exactamente el tipo de respuesta que esperaba! Es absolutamente claro, conciso y bien abastecido. ¡Gracias por reunir todo esto en un formato tan fácil de leer! Ahora (por ejemplo) entiendo mejor de qué hablaba el periódico multimessenger sobre la presencia de la falla.
uhoh
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@ uhoh gracias. Obviamente hay más en la historia después de las primeras observaciones de rayos gamma y ondas gravitacionales, y es de esperar que el documento "Multimessenger" dé una buena idea de lo que sucedió (aunque estoy seguro de que las personas involucradas en las diversas campañas de seguimiento electromagnético tienen muchas interesante visión de cómo las cosas desplegadas para ellos, por ejemplo, aquí y aquí ).
Matt Pitkin
Esos son geniales; ¡Los astrónomos son personas reales! :-) Entonces, la búsqueda fue en 3D: en este caso, la "distancia de luminosidad" es (más o menos) un parámetro del modelo que refleja la escala (magnitud) general de la cepa.
uhoh
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@ uhoh sí, las búsquedas electromagnéticas de seguimiento a menudo utilizaron la información 3D (ubicación del cielo y distancia de luminosidad) de las observaciones de ondas gravitacionales (la búsqueda GW en sí cubre un espacio de parámetro 9D si se supone que las estrellas no giran, y hacia arriba a 6 dimensiones más si incluye componentes de giro). Para la señal de onda gravitacional, tiene razón en que la distancia de luminosidad escala directamente la amplitud de la señal con una escala 1 / d. La amplitud también se escala por algo llamado masa de chirrido, pero eso se puede medir con precisión a través de la evolución de fase de la señal.
Matt Pitkin
OK, gracias por el seguimiento!
uhoh