Por primera vez, científicos de todo el mundo y de la Universidad Penn State han detectado ondas gravitacionales y disparos de luz hacia nuestro planeta desde un evento masivo y poderoso en el espacio: el nacimiento de un nuevo agujero negro creado por la fusión de dos estrellas de neutrones.Esta detección es importante porque marca el comienzo de una nueva era de exploración espacial "multi-messenger" y "multi-wavelength", una era en la que los detectores de ondas gravitacionales están activando una red global de otros tipos de instrumentos para enfocarsus poderes de detección especiales simultáneamente en un punto fugazmente explosivo en el espacio.
Todas las detecciones de ondas gravitacionales anteriores desde la primera en septiembre de 2015 fueron el resultado de dos agujeros negros fusionados, objetos mucho más masivos que una estrella de neutrones, que han dejado solo ondas gravitacionales como pistas fugaces de su fusión ".La evidencia de que estas nuevas ondas gravitacionales provienen de la fusión de estrellas de neutrones ha sido capturada, por primera vez, por observatorios en la Tierra y en órbita que detectan radiación electromagnética, incluida la luz visible y otras longitudes de onda ", dijo Chad Hanna, profesor asistente de física yde astronomía y astrofísica y profesora de carrera temprana liberada en Penn State. Hanna se ha desempeñado como copresidenta del grupo Compact Binary Coalescence Group del Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory LIGO, y es uno de los principales analistas de datos involucrados en esta investigación.
"Varios estudiantes de posgrado y postdoctorados en mi equipo de investigación de Penn State estuvieron entre los primeros en el mundo en ver la alerta activada por LIGO cuando llegó esta nueva ola gravitacional", dijo Hanna. "Cody Messick - un estudiante de posgrado -- envió el primer correo electrónico a la colaboración más amplia notificando a todos lo que había sucedido ". El equipo LIGO de Penn State, junto con otros miembros de las colaboraciones LIGO y Virgo, alertó rápidamente a una red mundial de observatorios cuyos científicos luego tomaron sus telescopios y otros detectores parabusque más evidencia ". Debido a que ahora tenemos tres detectores de ondas gravitacionales, los dos detectores LIGO en los Estados Unidos más el detector Virgo en Europa, pudimos triangular la ubicación de la fuente de las ondas lo suficientemente bien para variosobservatorios para encontrar la contraparte ", dijo Hanna.
Las misiones Swift, Hubble, Chandra y Spitzer de la NASA, junto con docenas de observatorios terrestres, capturaron más tarde el desvanecimiento de los escombros en expansión de la explosión. Numerosos artículos científicos que describen e interpretan estas nuevas observaciones se están publicando en ciencia , Naturaleza , Cartas de revisión física y El diario astrofísico . Los científicos de Penn State son líderes e innovadores en muchas de las colaboraciones científicas que contribuyen a estos nuevos descubrimientos de longitud de onda múltiple. Penn State se ha ganado una reputación rivalizada por solo unas pocas instituciones educativas por la amplitud y profundidad de las contribuciones que han hecho sus científicos ycontinuamos haciendo descubrimientos que enriquecen nuestra comprensión del universo y su efecto en nuestro planeta.
"Aplaudimos este último logro de nuestros muchos científicos y estudiantes de Penn State que han ayudado a construir y están ayudando a desarrollar esta nueva tecnología innovadora y su sistema de colaboración internacional entre muchos equipos de investigación en todo el mundo", dijo Nicholas P. Jones, PennVicepresidente Ejecutivo y Provost del Estado: "Con su conocimiento, habilidades y creatividad, nuestros científicos están contribuyendo a la evolución de esta nueva forma de explorar el universo".
Los científicos de Penn State son líderes en el desarrollo y operación del satélite Swift Gamma Ray Burst Explorer de la NASA. Dos de los tres instrumentos de Swift fueron construidos con el liderazgo de Penn State, y Penn State continúa liderando el Centro de Operaciones de Misión de Swift, ubicado en la UniversidadPark Campus. "El rápido tiempo de respuesta de Swift nos permitió utilizarlo para buscar y detectar rápidamente la contraparte electromagnética de esta explosión de rayos gamma después de su detección por LIGO", dijo Jamie Kennea, profesor asociado de investigación de astronomía y astrofísica, el líder deel equipo de operaciones de Swift Science en el Centro de operaciones de misión de Swift, ubicado en el campus de Penn State's University Park.
"Vimos la luz ultravioleta resultante de este evento de ondas gravitacionales como parte de las observaciones de Swift de casi 750 ubicaciones diferentes en el cielo. Luego, como esta luz se desvaneció rápidamente de la vista, la observamos intensamente con el telescopio ultravioleta / óptico de Swift, elUVOT ", dijo Kennea." Debido a que la luz ultravioleta de los objetos en el espacio solo puede detectarse mediante telescopios ubicados fuera de la atmósfera de la Tierra, el telescopio UVOT de Swift proporcionó datos únicos sobre este evento. Estos nuevos datos ahora presentan nuevas preguntas para que los teóricos resuelvan ".
Los astrónomos de Penn State también se encuentran entre los líderes en el desarrollo y uso del Observatorio de rayos X Chandra en órbita de la NASA. Gordon Garmire, Evan Pugh Profesor Emérito de Astronomía y Astrofísica, es el investigador principal del equipo que construyó uno de los instrumentos principalesa bordo del satélite. También es co-descubridor de los rayos gamma de alta energía y es responsable del desarrollo de muchos de los algoritmos de análisis de datos utilizados hoy en astrofísica de alta energía.
El Instituto de Gravitación y el Cosmos de Penn State, dirigido por el Profesor de Física Eberly Abhay Ashtekar, incluye el Centro de Astrofísica de Partículas y Ondas Gravitacionales de Penn State, en el que colaboran científicos líderes en física teórica y experimental. La facultad del centro son participantes destacados en ochoLos principales proyectos internacionales que realizan observaciones de respuesta rápida, utilizando protones y núcleos de energía extremadamente alta, neutrinos, rayos gamma, rayos X y ondas gravitacionales, lo más rápido posible después de que los detectores LIGO y Virgo descubren ondas gravitacionales.Estos proyectos son el Observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger, el Observatorio de neutrinos IceCube, el satélite Swift Gamma-Ray Burst Explorer, el Observatorio de rayos X Chandra, el Observatorio de rayos X XMM-Newton, el Observatorio de ondas gravitacionales interferométricas láser LIGO, el Observatorio Nanohertz de América del Norte para ondas gravitacionales NANOGrav y el Cherenkov de agua a gran altitud HAWCDetector de rayos gamma TeV.
Mucho antes de que fuera posible detectar ondas gravitacionales, Peter Mészáros, Presidente de la Familia Eberly de Penn State en Astronomía y Astrofísica y Profesor de Física, desarrollaron teorías altamente respetadas sobre los tipos de evidencia que podrían producir dos estrellas de neutrones fusionadas y el Profesor de Física, junto con sucolega Martin Rees. "Nuestras teorías predijeron que los binarios de las estrellas de neutrones, que inevitablemente se fusionarían a medida que emiten ondas gravitacionales, producirían un breve y distintivo estallido de rayos gamma en el momento de su fusión", dijo Mészáros. "Anteriormente, como se anticipó,Los detectores de rayos gamma habían observado ráfagas de rayos gamma como se esperaba de las fusiones de estrellas de neutrones. Sin embargo, nunca antes habíamos tenido la importante confirmación independiente de la fusión de dos estrellas de neutrones que ahora hemos obtenido con esta nueva detección de ondas gravitacionales.primera vez, las detecciones de rayos gamma que coincidieron con esta nueva fresa de ondas gravitacionales proporcionaron exactamente la evidencia que necesitábamos.S t."
Los científicos ahora no solo tienen detectores de ondas gravitacionales, sino también una gran cantidad de otros tipos de observatorios que colaboran en este esfuerzo para capturar una gama de señales de multimessenger de las fuentes que producen ondas gravitacionales ". Para facilitar este esfuerzo, Penn Stateencabeza la nueva Red de Observatorios Astrofísicos Multimessenger AMON en nuestro Instituto para la Gravitación y el Cosmos ", dijo Mészáros. Estas capacidades de detección combinadas nos brindan una herramienta mucho mejor, que ahora podemos comenzar a utilizar para medir, mucho más exactamente queanteriormente era posible: la edad del universo y qué tan rápido se está expandiendo "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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