"Wer hat" zuerst die Fusion der binären Neutronensterne gesehen? Wie war der Ablauf der Ereignisse? (GRB / GW170817)

14

Ich versuche, die Multi-Messenger-Beobachtungen eines Binary Neutron Star Merger zu lesen, den "Cast of Tausende" OPEN Access ApJ-Brief 848: L12 (59 Seiten pro Sekunde), 20. Oktober 2017 https://doi.org/10.3847/2041-8213/ aa91c9 und bekommen ein Gefühl für die Abfolge der Ereignisse, die stattfanden, als die Gravitationswellen und der Gammastrahlen-Ausbruch gegen 12:41 UTC 2017-Aug-17 die Erde erreichten.

An der ersten Erkennung und Richtungsbestimmung scheinen fünf Instrumente beteiligt zu sein. LIGO-Hanford und LIGO-Livingston , VIRGO , Fermi-GBM und INTEGRAL . Die ersten drei sind Gravitationswellendetektoren und die letzten beiden sind Gammastrahlenteleskope in der Erdumlaufbahn. Abbildung 2 des Papiers (ein Teil davon wird unten gezeigt) zeigt eine dicht gepackte Infografik der frühen Beobachtungen. Oben links ist ein Einschub zu sehen, der sich von zwölf Sekunden vor dem Zusammenschluss während des Frequenzanstiegs der Gravitationswelle (GW) bis sechs Sekunden danach erstreckt, wo der Großteil des Gammastrahlen-Bursts (GRB) erfasst wird.

Irgendwie löste die Kombination von GW und GRB eine Abfolge von Ereignissen aus, die eine weltweite Beobachtungskampagne auslöste, um das Ereignis im gesamten verbleibenden elektromagnetischen Spektrum von Radio über sichtbar und UV bis zu Röntgenstrahlung zu suchen. Auch Neutrino-Datenströme wurden überprüft.

Frage: Ich möchte nach dem Ablauf der Ereignisse, den Warnungen und der schnellen automatischen und manuellen Analyse der GW- und GRB-Daten fragen, die die Warnungen ausgelöst haben. Welcher Detektor oder welche Kombination "sah" das Ereignis zuerst als eine Art gekennzeichnetes Ereignis? Hat einer eine schnelle Analyse des anderen ausgelöst? Haben diese automatisierten Warnungen eine erneute Analyse der Software oder SMS-Nachrichten an Tausende von Mobiltelefonen ausgelöst, sodass sich alle an ihren Arbeitsplätzen hinsetzten?


unten: Abbildung 2 (teilweise) zeigt die Zeitachse Sekunden vor und Stunden und Tage danach (logarithmische Skala). Die GW- und GRB-Daten wurden verwendet (siehe Abbildung 1), um die Suche für den Rest der elektromagnetischen Suche zu starten.

Bildbeschreibung hier eingeben

unten: Abbildung 1 zeigt die Lokalisierungen, die mit verschiedenen Sätzen von GW- und GRB-Detektoren vorgenommen wurden.

Bildbeschreibung hier eingeben

uhoh
quelle

Antworten:

18

Der anfängliche Fermi - Trigger kann gefunden werden hier , und die folgende Sequenz von Warnungen , die von der LIGO Scientific Collaboration ausgesendet wurden / Virgo Collaboration (LVC) und verschiedene elektromagnetische Beobachter Nachbereitung der Veranstaltung kann im GCN Kreis Archiv gefunden wird hier . Dies gibt nicht ganz die gesamte Geschichte der Ereignisse wieder, ist jedoch ein guter Anfang und das verlinkte "Multimessenger" -Papier ist ziemlich umfassend, um die gesamte Geschichte wiederzugeben .

Wie in der Abbildung gezeigt, traf das Signal zuerst in den Gravitationswellendetektoren ein, wobei Gammastrahlen etwa 1,7 Sekunden nach der beobachteten Fusionszeit bei Fermi und INTEGRAL eintrafen. Die Onlineanalysesoftware an Bord von Fermi war jedoch 14 Sekunden nach dem Eintreffen des Signals am schnellsten, als sie den Burst erkannte und einen automatischen Trigger auslöste (ich kenne die internen Details der Fermi-Triggerung nicht mehr, wie die Warnungen lauten) an Personen verschickt werden oder welche manuellen Eingriffe erforderlich sind). Innerhalb von etwas mehr als 7 Minuten sucht die automatisierte Online - Software mithilfe kompakter binärer Koaleszenzvorlagen nach Gravitationswellensignalen (siehe dieses Papier und dieses Papier)) hatte einen Kandidaten erstellt, der nur Daten vom LIGO-Hanford-Detektor verwendete (LIGO-Livingston-Daten waren von der Software aufgrund eines Fehlers automatisch mit einem Veto belegt worden [Abbildung 2 dieses Dokuments ], und Virgo-Daten hatten sich noch nicht zum Standort verbreitet wo die Analyse durchgeführt wurde) - dies teilte automatisch (per E-Mail oder Text) einer Reihe von Personen in der LVC mit, dass etwas Interessantes passiert war. Weniger als 10 Sekunden nach dem Aufzeichnen des Gravitationswellenkandidaten wurde ein automatisierter Code namens RAVEN (siehe z. B. Abschnitt 4.1 dieses Dokuments) erstellt) stellten die zeitliche Übereinstimmung zwischen dem Fermi-Trigger und dem Gravitationswellenkandidaten fest. Nachdem verschiedene Personen in der LVC über den Auslöser der Gravitationswelle informiert worden waren, leiteten sie eine Telefonkonferenz ein und begannen manuell, die Daten zu untersuchen und sahen das offensichtliche zirpenartige Signal in Zeit-Frequenz-Darstellungen der Daten. Etwa 33 Minuten nach dem Auslösen der Gravitationswelle und 40 Minuten nach dem Eintreffen des Signals wurde beschlossen (es handelte sich um Beteiligte), eine Ankündigung (der erste Eintrag in der GCN-Liste hier ) abzugeben , dass es einen gemeinsamen Fermi-Gammastrahlenauslöser und gab Gravitationswellenauslöser.

Zu den Signalankunftszeiten bei den verschiedenen Gravitationswellendetektoren: Sie trafen zuerst bei Virgo ein, gefolgt vom LIGO Livingston-Detektor und schließlich vom LIGO Hanford-Detektor.

Matt Pitkin
quelle
Wow, das ist genau die Antwort, auf die ich gehofft habe! Es ist absolut klar, prägnant und gut beschaffen. Vielen Dank, dass Sie all dies in einem so einfach zu lesenden Format zusammengestellt haben! Jetzt (zum Beispiel) verstehe ich besser, wovon das Multimessenger-Papier sprach, wenn der Fehler auftrat.
Uhoh
1
@uhoh danke. Nach den ersten Beobachtungen von Gammastrahlen und Gravitationswellen steckt offensichtlich noch mehr in der Geschichte, und das "Multimessenger" -Papier gibt hoffentlich eine gute Vorstellung davon, was passiert ist (obwohl ich mir sicher bin, dass die Leute, die an den verschiedenen elektromagnetischen Folgekampagnen beteiligt sind, sehr viele haben interessante Einblicke, wie sich die Dinge für sie entwickelt haben, zB hier und hier .)
Matt Pitkin
Die sind großartig; Astronomen sind echte Menschen! :-) Die Suche erfolgte also in 3D - in diesem Fall ist "Leuchtkraftabstand" (grob gesagt) ein Parameter des Modells, der die Gesamtskalierung (Größe) der Dehnung widerspiegelt?
Uhoh
1
@uhoh ja, bei den elektromagnetischen Folgesuchen wurden häufig die 3D-Informationen (Himmelsort und Leuchtkraftabstand) aus den Gravitationswellenbeobachtungen verwendet (die GW-Suche selbst deckt einen 9D-Parameterraum ab, wenn Sie davon ausgehen, dass sich die Sterne nicht drehen und aufwärts bis 6 weitere Dimensionen, wenn Sie Spin-Komponenten enthalten). Für das Gravitationswellensignal haben Sie Recht, dass der Helligkeitsabstand die Amplitude des Signals mit einer 1 / d-Skalierung direkt skaliert. Die Amplitude wird auch durch etwas skaliert, das als Chirp-Masse bezeichnet wird, aber das kann durch die Phasenentwicklung des Signals genau gemessen werden.
Matt Pitkin
OK, danke für das Follow-up!
Uhoh