Les recherches après les ondes gravitationnelles à l'aide des observatoires ARizona, ou SAGUARO, logo. Crédit :Michael Lundquist
La course est lancée. Depuis la construction d'une technologie capable de détecter les ondulations dans l'espace et le temps déclenchées par les collisions d'objets massifs dans l'univers, les astronomes du monde entier ont recherché les éclats de lumière qui pourraient accompagner de telles collisions, qui seraient à l'origine d'éléments lourds rares.
L'observatoire Steward de l'Université de l'Arizona s'est associé au Catalina Sky Survey, qui recherche des astéroïdes géocroiseurs depuis le sommet du mont Lemmon, dans un effort baptisé Searches after Gravitational Waves Using ARizona Observatories, ou SAGUARO, pour trouver des contreparties optiques aux fusions massives.
"Catalina Sky Survey dispose de toute cette infrastructure pour son relevé d'astéroïdes. Nous avons donc déployé un logiciel supplémentaire pour prendre des alertes d'ondes gravitationnelles de LIGO (L'interféromètre laser Gravitational-Wave Observatory) et de l'interféromètre Virgo, puis notifier le relevé pour rechercher une zone du ciel le plus susceptible de contenir la contrepartie optique, " a déclaré Michael Lundquist, associé de recherche postdoctoral et auteur principal de l'étude publiée aujourd'hui dans le Lettres de revues astrophysiques .
"Essentiellement, au lieu de chercher la prochaine section du ciel que nous aurions normalement, nous partons et observons une autre zone qui a une probabilité plus élevée de contenir une contrepartie optique d'un événement d'onde gravitationnelle, " a déclaré Eric Christensen, Directeur de Catalina Sky Survey et scientifique senior du Lunar and Planetary Laboratory. "L'idée principale est que nous pouvons exécuter ce système tout en maintenant la recherche d'astéroïdes."
La campagne en cours a commencé en avril, et pendant ce mois seulement, l'équipe a été informée de trois collisions massives. Parce qu'il est difficile de dire l'emplacement précis d'où provient l'onde gravitationnelle, localiser des contreparties optiques peut être difficile.
Selon Lundquist, deux stratégies sont employées. En premier, des équipes avec de petits télescopes ciblent des galaxies qui sont à la bonne distance approximative, selon le signal des ondes gravitationnelles. Enquête sur le ciel de Catalina, d'autre part, utilise un télescope de 60 pouces avec un large champ de vision pour balayer de grandes étendues de ciel en 30 minutes.
Trois alertes, le 9 avril 25 et 26, déclenché le logiciel de l'équipe pour rechercher près de 20, 000 objets. Le logiciel d'apprentissage automatique a ensuite réduit le nombre total d'homologues optiques potentiels à cinq.
Le premier événement d'onde gravitationnelle était une fusion de deux trous noirs, dit Lundquist.
Conception d'un artiste de la fusion de deux étoiles à neutrons créant des ondulations dans l'espace-temps connues sous le nom d'ondes gravitationnelles. Crédit :NASA
"Il y a des gens qui pensent que vous pouvez obtenir une contrepartie optique à ceux-ci, mais ce n'est certainement pas concluant, " il a dit.
Le deuxième événement était une fusion de deux étoiles à neutrons, le noyau incroyablement dense d'une étoile géante effondrée. Le troisième serait une fusion entre une étoile à neutrons et un trou noir, dit Lundquist.
Bien qu'aucune équipe n'ait confirmé d'homologues optiques, l'équipe UA a trouvé plusieurs supernovae. Ils ont également utilisé le Large Binocular Telescope Observatory pour classer spectroscopiquement une cible prometteuse d'un autre groupe. Il a été déterminé qu'il s'agissait d'une supernova et non associée à l'événement d'onde gravitationnelle.
"Nous avons également trouvé un objet géocroiseur dans le champ de recherche le 25 avril, " a déclaré Christensen. " Cela prouve que nous pouvons faire les deux choses en même temps. "
Ils ont pu le faire parce que Catalina Sky Survey a des observations des mêmes étendues de ciel remontant à de nombreuses années. De nombreux autres groupes n'ont pas facilement accès aux photos du passé à des fins de comparaison, offrant une longueur d'avance à l'équipe UA.
"Nous avons de très belles références, " a déclaré Lundquist. " Nous soustrayons la nouvelle image de l'ancienne image et utilisons cette différence pour rechercher quelque chose de nouveau dans le ciel. "
"Le processus que Michael a décrit, " Christensen a dit, "en commençant par un grand nombre de détections candidates et en filtrant jusqu'aux vraies détections, est très familier. Nous le faisons avec des objets géocroiseurs, également."
L'équipe prévoit de déployer un deuxième télescope à la recherche d'homologues optiques :le télescope Schmidt de 0,7 mètre de Catalina Sky Survey. Alors que le télescope est plus petit que le télescope de 60 pouces, il a un champ de vision encore plus large, qui permet aux astronomes de rechercher rapidement un morceau de ciel encore plus grand. Ils ont également amélioré leur logiciel d'apprentissage automatique pour filtrer les étoiles dont la luminosité change régulièrement.
"Catalina Sky Survey prend des centaines de milliers d'images du ciel chaque année, de plusieurs télescopes. Nos télescopes de relevé imagent l'ensemble du ciel nocturne visible plusieurs fois par mois, alors nous recherchons une sorte de part étroite du gâteau, " Christensen a dit. " Alors, nous avons été disposés à partager les données avec quiconque veut les utiliser."
