Dos nuevas ondas gravitacionales probables, ondas en el tejido del espacio-tiempo causadas por eventos cósmicos cataclísmicos y predichas por primera vez por Albert Einstein hace más de 100 años, han sido detectadas por el Observatorio de Ondas Gravitacionales del Interferómetro Láser (LIGO) y el Observatorio de Virgo en Italia en el primeras semanas después de la actualización de los detectores. Se cree que la fuente de ambas ondas es la fusión de un par de agujeros negros.

LIGO anunció el descubrimiento de la primera nueva onda gravitacional en su primera alerta pública abierta el 8 de abril. y siguió rápidamente con un segundo anuncio el 12 de abril. LIGO detectó la primera onda gravitacional en septiembre de 2015, y anunció el descubrimiento en febrero de 2016. Se detectaron diez ondas gravitacionales más durante los siguientes tres años, pero con actualizaciones de LIGO y Virgo, los científicos esperan ver hasta uno por semana, que hasta ahora ha demostrado ser cierto.

Las actualizaciones de LIGO y Virgo se han combinado para aumentar su sensibilidad en aproximadamente un 40 por ciento durante su última ejecución. Adicionalmente, con esta tercera carrera de observación, LIGO y Virgo pasaron a un sistema mediante el cual alertan a la comunidad astronómica casi de inmediato de una posible detección de ondas gravitacionales. Esto permite que los telescopios electromagnéticos (rayos X, UV, óptico, radio) para buscar y, con suerte, encontrar una señal electromagnética de la misma fuente, que puede ser clave para comprender la dinámica del evento.

El equipo de científicos de LIGO de Penn State, dirigido por Chad Hanna, profesor asociado de física y de astronomía y astrofísica, Profesor liberado de carrera temprana, y el personal docente del Institute for CyberScience en Penn State, jugó un papel fundamental.

"Penn State es parte de un pequeño equipo de científicos de LIGO que analizan los datos casi en tiempo real, "dijo Cody Messick, estudiante de posgrado en física en Penn State y miembro del equipo de LIGO. "Estamos comparando constantemente los datos con cientos de miles de posibles ondas gravitacionales diferentes y cargamos cualquier candidato significativo en una base de datos lo antes posible. Aunque hay varios equipos diferentes que realizan análisis similares, el análisis realizado por el equipo de Penn State subió a los candidatos que se hicieron públicos para ambas detecciones ".

Messick ha pasado los últimos nueve meses trabajando para garantizar que los candidatos de ondas gravitacionales cargados contengan información de todos los detectores que se ejecutan en el momento de la detección. incluso si la señal es extremadamente silenciosa en uno de ellos. Esto ayuda a localizar las señales y tiene el potencial de reducir el área predicha en el cielo de donde proviene la señal en un orden de magnitud. Todas las alertas públicas de LIGO incluirán un mapa del cielo que muestra la posible ubicación de la fuente en el cielo, la hora del evento, y qué tipo de evento se cree que es.

"Estas son detecciones casi en tiempo real de ondas gravitacionales producidas por la colisión de dos probables agujeros negros, "dijo Ryan Magee, estudiante de posgrado en física en Penn State y miembro del equipo de LIGO. "Detectamos la primera señal en unos 20 segundos después de su llegada a la tierra. Podemos configurar alertas automáticas para recibir llamadas telefónicas y mensajes de texto cuando se identifica a un candidato importante. ¡Al principio pensé que estaba recibiendo una llamada telefónica no deseada!"

Se sospecha que la fuente de ambas ondas gravitacionales son fusiones binarias compactas:la colisión de dos objetos cósmicos masivos e increíblemente densos entre sí. Las fusiones binarias compactas pueden ocurrir entre dos estrellas de neutrones, dos agujeros negros, o una estrella de neutrones y un agujero negro. Cada uno de estos diferentes tipos de fusiones crea ondas gravitacionales con señales sorprendentemente diferentes, para que el equipo de LIGO pueda identificar el tipo de evento que creó las ondas gravitacionales.

"Con las actualizaciones de LIGO, Espero ver más señales ", dijo Magee." Realmente me gustaría ver una fusión de estrella de neutrones y agujero negro, que aún no se ha observado ".

LIGO consta de dos detectores masivos de aproximadamente 3, 000 kilómetros de distancia, uno en Livingston, Luisiana, y uno en Hanford, Washington. La señal de ambas ondas gravitacionales se detectó en ambos observatorios, así como en el observatorio de ondas gravitacionales Virgo en Italia. e inmediatamente se hizo público.

"Esta es la primera observación de LIGO que se hizo pública de inmediato de forma automatizada, "dijo Surabhi Sachdev, Eberly Postdoctoral Research Fellow en física en Penn State y miembro del equipo LIGO. "Esta es la nueva política de LIGO que comienza con esta carrera de observación. Los eventos se hacen públicos instantáneamente y automáticamente. Después de la investigación de antecedentes humanos, se emite una confirmación o retractación en cuestión de horas ".

Además de Hanna, Messick Magee y Sachdev, el equipo de LIGO que trabaja en estos descubrimientos en Penn State incluye a Bangalore Sathyaprakash, Patrick Godwin, Alex Pace, Ssohrab Borhanian, Anuradha Gupta, Becca Ewing, Divya Singh y Rachael Huxford.