Det bedste fra begge verdener:Asteroider og massive fusioner

Løbet er i gang. Siden konstruktionen af ​​teknologi, der er i stand til at opdage krusninger i rum og tid udløst af kollisioner fra massive objekter i universet, astronomer over hele verden har ledt efter de lysudbrud, der kunne ledsage sådanne kollisioner, som menes at være kilderne til sjældne tunge grundstoffer.

University of Arizona's Steward Observatory har indgået partnerskab med Catalina Sky Survey, som søger efter jordnære asteroider fra toppen af ​​Mount Lemmon, i et forsøg kaldet Searches after Gravitational Waves Using ARizona Observatories, eller SAGUARO, at finde optiske modstykker til massive fusioner.

"Catalina Sky Survey har al denne infrastruktur til deres asteroideundersøgelse. Så vi har implementeret yderligere software til at tage gravitationsbølgealarmer fra LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) og Virgo interferometeret, så underretter undersøgelsen for at søge et område på himlen mest sandsynligt at indeholde den optiske modpart, sagde Michael Lundquist, postdoktoral forskningsmedarbejder og hovedforfatter på undersøgelsen offentliggjort i dag i Astrofysiske tidsskriftsbreve .

"I bund og grund, i stedet for at søge i den næste del af himlen, som vi normalt ville, vi går ud og observerer et andet område, der har større sandsynlighed for at indeholde en optisk pendant til en gravitationsbølgebegivenhed, sagde Erik Christensen, Catalina Sky Survey direktør og Lunar and Planetary Laboratory senior videnskabsmand. "Hovedidéen er, at vi kan køre dette system, mens vi stadig opretholder asteroidesøgningen."

Den igangværende kampagne begyndte i april, og alene i den måned, holdet blev underrettet om tre massive kollisioner. Fordi det er svært at sige det præcise sted, hvorfra gravitationsbølgen stammer, at lokalisere optiske modparter kan være svært.

Ifølge Lundquist, to strategier anvendes. Først og fremmest, hold med små teleskoper målretter mod galakser, der er i den rigtige omtrentlige afstand, ifølge gravitationsbølgesignalet. Catalina Sky Survey, på den anden side, bruger et 60-tommer teleskop med et bredt synsfelt til at scanne store himmelstrøg på 30 minutter.

Tre advarsler, den 9. april, 25 og 26, udløste holdets software til at søge i næsten 20, 000 genstande. Maskinlæringssoftware reducerede derefter det samlede antal potentielle optiske modparter til fem.

Den første gravitationsbølgebegivenhed var en sammensmeltning af to sorte huller, sagde Lundquist.

"Der er nogle mennesker, der tror, ​​at man kan få en optisk pendant til dem, men det er bestemt ikke entydigt, " han sagde.

Den anden begivenhed var en sammensmeltning af to neutronstjerner, den utroligt tætte kerne af en kollapset kæmpestjerne. Den tredje menes at være en fusion mellem en neutronstjerne og et sort hul, sagde Lundquist.

Selvom ingen hold bekræftede optiske modparter, UA-holdet fandt flere supernovaer. De brugte også Large Binocular Telescope Observatory til spektroskopisk at klassificere et lovende mål fra en anden gruppe. Det blev bestemt til at være en supernova og ikke forbundet med gravitationsbølgebegivenheden.

"Vi fandt også et jordnært objekt i søgefeltet den 25. april, " sagde Christensen. "Det viser sig, at vi kan begge ting på samme tid."

De var i stand til at gøre dette, fordi Catalina Sky Survey har observationer af de samme himmelstrøg, der går mange år tilbage. Mange andre grupper har ikke let adgang til tidligere billeder til sammenligning, tilbyder UA-holdet et ben op.

"Vi har rigtig gode referencer, " sagde Lundquist. "Vi trækker det nye billede fra det gamle billede og bruger den forskel til at lede efter noget nyt på himlen."

"Processen Michael beskrev, " sagde Christensen, "begyndende med et stort antal kandidatdetektioner og filtrering ned til, hvad end de sande detektioner er, er meget bekendt. Det gør vi med genstande nær Jorden, såvel."

Holdet planlægger at indsætte et andet teleskop i jagten på optiske modstykker:Catalina Sky Surveys 0,7 meter Schmidt-teleskop. Mens teleskopet er mindre end 60-tommer teleskopet, den har et endnu bredere synsfelt, som gør det muligt for astronomer hurtigt at søge efter en endnu større del af himlen. De har også forbedret deres maskinlæringssoftware til at bortfiltrere stjerner, der jævnligt ændrer sig i lysstyrke.

"Catalina Sky Survey tager hundredtusindvis af billeder af himlen hvert år, fra flere teleskoper. Vores undersøgelsesteleskoper afbilder hele den synlige nattehimmel flere gange om måneden, så leder vi efter en slags smal skive af tærten, sagde Christensen. vi har været villige til at dele dataene med dem, der ønsker at bruge dem."