Agujeros negros descubiertos por LIGO. LIGO y Virgo han detectado una serie de agujeros negros de masa estelar. En el extremo de masa baja, fuentes como el recientemente anunciado GW170608, y también GW151226, tienen masas comparables a las observadas en binarias de rayos X. Las fuentes GW150914, GW170104, y GW170814 apuntan a una población de mayor masa que no se observó antes de estas detecciones de ondas gravitacionales. Esta figura también muestra LVT151012, un evento candidato de LIGO que era demasiado débil para ser declarado de manera concluyente como una detección. Crédito:LIGO / Caltech / Sonoma State (Aurore Simonnet)
Los científicos que buscan ondas gravitacionales han confirmado otra detección de su fructífera carrera de observación a principios de este año. Apodado GW170608, el último descubrimiento fue producido por la fusión de dos agujeros negros relativamente ligeros, 7 y 12 veces la masa del sol, a una distancia de aproximadamente mil millones de años luz de la Tierra. La fusión dejó un agujero negro final 18 veces la masa del sol, lo que significa que se emitió energía equivalente a aproximadamente 1 masa solar como ondas gravitacionales durante la colisión.
Este evento, detectado por los dos detectores LIGO compatibles con NSF a las 02:01:16 UTC del 8 de junio, 2017 (o a las 10:01:16 p. M. Del 7 de junio en horario de verano del este de EE. UU.), fue en realidad la segunda fusión binaria de agujeros negros observada durante la segunda ejecución de observación de LIGO desde que se actualizó en un programa llamado Advanced LIGO. Pero su anuncio se retrasó debido al tiempo necesario para comprender otros dos descubrimientos:una observación de ondas gravitacionales de tres detectores LIGO-Virgo de otra fusión de agujeros negros binarios el 14 de agosto, y la primera detección de una fusión de estrellas de neutrones binarios en ondas de luz y gravitacionales el 17 de agosto.
Un artículo que describe la observación recién confirmada, "GW170608:Observación de la coalescencia de un agujero negro binario de 19 masas solares, "escrito por LIGO Scientific Collaboration y Virgo Collaboration ha sido presentado a The Cartas de revistas astrofísicas y está disponible para leer en el arXiv .
Una detección fortuita
El hecho de que los investigadores pudieran detectar GW170608 supuso algo de suerte.
Un mes antes de esta detección, LIGO detuvo su segunda ejecución de observación para abrir los sistemas de vacío en ambos sitios y realizar el mantenimiento. Mientras que los investigadores de LIGO Livingston, en Luisiana, completaron su mantenimiento y estuvieron listos para observar nuevamente después de aproximadamente dos semanas, LIGO Hanford, en Washington, encontró problemas adicionales que retrasaron su regreso a la observación.
En la tarde del 7 de junio (PDT), LIGO Hanford finalmente pudo permanecer en línea de manera confiable y el personal estaba haciendo los preparativos finales para "escuchar" una vez más las ondas gravitacionales entrantes. Como parte de estos preparativos, el equipo de Hanford estaba haciendo ajustes de rutina para reducir el nivel de ruido en los datos de ondas gravitacionales causado por el movimiento angular de los espejos principales. Para desenredar cuánto afectó este movimiento angular a los datos, los científicos agitaron los espejos muy levemente a frecuencias específicas. A los pocos minutos de este procedimiento, GW170608 pasó a través del interferómetro de Hanford, llegando a Luisiana unos 7 milisegundos más tarde.
Comparación de masas de estrellas de neutrones y agujeros negros. Las masas de remanentes estelares se miden de muchas formas diferentes. Este gráfico muestra las masas de los agujeros negros detectadas mediante observaciones electromagnéticas (violeta); los agujeros negros medidos por observaciones de ondas gravitacionales (azul); estrellas de neutrones medidas con observaciones electromagnéticas (amarillo); y las masas de las estrellas de neutrones que se fusionaron en un evento llamado GW170817, que se detectaron en ondas gravitacionales (naranja). GW170608 es la masa más baja de los agujeros negros LIGO / Virgo mostrados en azul. Las líneas verticales representan las barras de error en las masas medidas. Crédito:LIGO-Virgo / Frank Elavsky / Northwestern
LIGO Livingston informó rápidamente sobre la posible detección, pero como se estaba trabajando en el detector de Hanford, su sistema de detección automatizado no estaba activado. Si bien el procedimiento que se estaba realizando afectó la capacidad de LIGO Hanford para analizar automáticamente los datos entrantes, no impidió que LIGO Hanford detectara ondas gravitacionales. El procedimiento solo afectó a un rango de frecuencia estrecho, así que los investigadores de LIGO, habiendo sabido de la detección en Luisiana, todavía pudieron buscar y encontrar las ondas en los datos después de excluir esas frecuencias. Para esta detección, Virgo todavía estaba en una fase de puesta en servicio; comenzó a tomar datos el 1 de agosto.
Más para aprender sobre los agujeros negros
GW170608 es el binario de agujero negro más ligero que LIGO y Virgo han observado, y también es uno de los primeros casos en los que los agujeros negros detectados a través de ondas gravitacionales tienen masas similares a los agujeros negros detectados indirectamente a través de radiación electromagnética. como radiografías.
Este descubrimiento permitirá a los astrónomos comparar las propiedades de los agujeros negros obtenidas de las observaciones de ondas gravitacionales con las de los agujeros negros de masa similar que antes solo se detectaban con estudios de rayos X, y completa un eslabón perdido entre las dos clases de observaciones de agujeros negros.
A pesar de su tamaño relativamente diminuto, Los agujeros negros de GW170608 contribuirán en gran medida al creciente campo de la "astronomía de múltiples mensajeros, "donde los astrónomos de ondas gravitacionales y los astrónomos electromagnéticos trabajan juntos para aprender más sobre estos objetos exóticos y misteriosos.
Que sigue
Los detectores LIGO y Virgo están actualmente fuera de línea para actualizaciones adicionales para mejorar la sensibilidad. Los científicos esperan lanzar una nueva serie de observación en el otoño de 2018, aunque habrá pruebas ocasionales durante las cuales pueden ocurrir detecciones.
Los científicos de LIGO y Virgo continúan estudiando los datos de la serie de observación de O2 completada, buscando otros eventos ya "en la lata, "y se están preparando para la mayor sensibilidad esperada para la ejecución de observación de O3 de otoño.
