Alertas de detección de ondas gravitacionales en menos de 30 segundos

Astrofísicos han reducido a menos de 30 segundos la alerta de detección de ondas gravitacionales, para mejorar la comprensión de colisiones de estrellas de neutrones y agujeros negros. Investigadores de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Minnesota Twin Cities codirigieron el trabajo sobre estas ondulaciones en el espacio-tiempo, que también puede aportar luz sobre cómo se producen los elementos pesados, incluidos el oro y el uranio. Los resultados se publican en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Las ondas gravitacionales interactúan con el espacio-tiempo comprimiéndolo en una dirección mientras lo estiran en la dirección perpendicular. Por este motivo, los detectores de ondas gravitacionales de última generación tienen forma de L y miden las longitudes relativas del láser mediante interferometría, un método de medición que analiza los patrones de interferencia producidos por la combinación de dos fuentes de luz. Detectar ondas gravitacionales requiere medir la longitud del láser con medidas precisas: equivalente a medir la distancia a la estrella más cercana, a unos cuatro años luz de distancia, hasta el ancho de un cabello humano. Esta investigación es parte de la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), una red de interferómetros de ondas gravitacionales en todo el mundo. En la última campaña de simulación, se utilizaron datos de períodos de observación anteriores y se agregaron señales de ondas gravitacionales simuladas para mostrar el rendimiento del software y las actualizaciones de los equipos. El software puede detectar la forma de las señales, rastrear cómo se comporta la señal y estimar qué masas están incluidas en el evento, como estrellas de neutrones o agujeros negros. Las estrellas de neutrones son las estrellas más pequeñas y densas que se conocen y se forman cuando estrellas masivas explotan en supernovas. Una vez que este software detecta una señal de onda gravitacional, envía alertas a los suscriptores, que generalmente incluyen astrónomos o astrofísicos, para comunicar dónde se encontraba la señal en el cielo. Con las actualizaciones en este período de observación, los científicos pueden enviar alertas más rápido, menos de 30 segundos, después de la detección de una onda gravitacional. "Con este software, podemos detectar la onda gravitacional de las colisiones de estrellas de neutrones que normalmente es demasiado débil para verla a menos que sepamos exactamente dónde mirar", dijo en un comunicado Andrew Toivonen, doctorando en la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Minnesota Twin Cities. "La detección de las ondas gravitacionales primero ayudará a localizar la colisión y ayudará a los astrónomos y astrofísicos a completar más investigaciones". Los astrónomos y astrofísicos podrían utilizar esta información para comprender cómo se comportan las estrellas de neutrones, estudiar las reacciones nucleares entre las estrellas de neutrones y los agujeros negros que chocan y cómo se producen los elementos pesados, incluidos el oro y el uranio. Esta es la cuarta campaña de utilizando del Observatorio de Ondas Gravitacionales con Interferómetro Láser (LIGO), que se prolongará hasta febrero de 2025. Entre los últimos tres períodos de observación, los científicos han realizado mejoras en la detección de señales. Una vez finalizada esta serie de observación, los investigadores seguirán analizando los datos y realizando más mejoras con el objetivo de enviar alertas aún más rápido.