Pan-STARRS chasse la source de l’événement d’onde de gravité LIGO
L’e-mail est venu dans la nuit sur Septembre 15. Un événement important était arrivé à l’Observatoire de gravitation d’onde Laser Interferometer (LIGO) au cours de leur cycle d’ingénierie. Une ondulation dans l’espace-temps avait eu lieu quelque part dans l’univers. Mais où? LIGO n’a pas encore commencé leur course d’observation formelle, et avec seulement deux détecteurs de gravité d’onde, l’une à Hanford, Washington, et un à Livingston, Louisiane, ils ne pouvaient pas déterminer où dans le ciel, parmi des milliards et des milliards de galaxies, la source de cette perturbation a eu lieu. La première analyse de l’équipe LIGO était préliminaire, mais il a montré que les deux trous noirs en orbite serrés autour de l’autre ont finalement fait une spirale ensemble et fusionnés en un seul trou noir. L’agitation qui en résulte a lancé une cascade de vibrations dans le tissu même de l’espace-temps qui a finalement mis les pendules étonnamment sensibles à LIGO balancer ensemble.
Pan-Starrs a été préparé pour juste cette éventualité. Construit par l’Institut de l’Université de Hawaii pour l’astronomie, le télescope Pan-STARRS1 a passé des années à la cartographie du ciel pour trouver toutes sortes d’objets célestes changeant, tout en construisant la carte la plus détaillée du ciel en cinq couleurs. Cette image du ciel, Sky Survey PS1, qui sera rendu public ce printemps par MAST Archive du Space Telescope Science Institute, est la ressource idéale pour essayer de trouver la source de l’événement d’ondes gravitationnelles. Si « Sparks » vole quand les trous noirs fusionnent alors un nouveau point de lumière sera vu dans le ciel. Pan-Starrs, avec sa capacité d’arpentage puissant, peut rapidement cartographier la région du ciel identifié par LIGO, le comparer à la carte précédente, et trouver quelque chose qui a changé.
Pour ce faire, les puissants ordinateurs de Pan-Starrs doivent construire une nouvelle image du ciel et puis soustraire attentivement l’image profonde préexistante ciel. Ce qui reste sont les objets qui ont changé dans l’univers depuis que la carte a été faite, appelées «transitoires». Dans le grand espace constitué par LIGO, il y aura de nombreux objets plus communs variables comme les supernovae, des fusées éclairantes stellaires, étoiles très variables, même des variations dans les noyaux actifs de galaxies, également alimentée par les trous noirs. L’équipe a dû éliminer les « normaux », et rechercher quelque chose de vraiment nouveau. Mais Pan-Starrs a été préparé pour ce billet depuis ses années de travail d’avant-garde sur chaque type de transitoire astronomique.
« Je suis intéressé par les ondes de gravité depuis que je suis gamin. »
a déclaré Ken Chambers de l’Institut pour l’astronomie à l’Université de Hawaii. Il a sauté sur la possibilité de signer avec LIGO pour obtenir leurs alertes email. « La plupart des gens pensaient que les chances de les trouver quoi que ce soit étaient trop petits pour passer à tout moment à ce sujet, mais j’était ravi de cette chance. » Mais quand cet e-mail est venu dans la nuit, il savait que ce serait difficile.
La région LIGO avait identifiés comme les plus susceptibles de contenir la source qui se levait avec le soleil à l’aube, observable que pendant quelques minutes avant que le ciel ne soit devenu trop lumineux. Avec ses filtres infrarouges, Pan-Starrs pourrait observer le ciel éclaircissant pour plus longtemps, et au cours de quelques semaines, PS1 a pu cartographier les régions les plus importantes du ciel. PS1 a identifié 56 explosions astronomiques plus de 41 jours après l’événement LIGO. Mais quelles étaient-elles?
Stephen Smartt du Centre de recherche astrophysique à l’Université Queen de Belfast, leader de l’effort spectroscopique de suivre les découvertes Pan-Starrs, a expliqué:.
« Nous ne trouvons rien dans nos données qui a été probablement liée à la source d’ondes gravitationnelles. Nous avons découvert plus de 50 nouvelles sources qui sont des supernovae normales – explosion des étoiles que l’on retrouve tout le temps, nous ne voyons pas de soupçon de comportement inhabituel. «
Il y a deux raisons probables. La première est que la source était trop loin dans l’hémisphère sud, pas visible de Hawaii. L’autre est que la source peut-être trop faible pour détecter dans le temps disponible. « Voilà la science», a déclaré Mme Chambers.
« Parfois, tout ce que vous pouvez signaler est ce que vous ne voyez pas parce que ce sont des renseignements importants. LIGO a ouvert un nouveau champ de l’astronomie, et la confirmation des installations comme Pan-Starrs sera très important de les comprendre. »
Un article scientifique décrivant les détails de l’effort de suivi Pan-Starrs a été soumis aux Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Les limites Pan-Starrs a fixés pour une contrepartie potentiel sera important pour contraindre les théories de ce qui aurait été vu et démontrer que l’infrastructure est en place pour répondre la prochaine fois que LIGO trouve une onde de gravité.
LIGO auront une autre campagne d’observations à l’automne lorsque PS2, le deuxième télescope Pan-Starrs, sera prêt, doublant la puissance de l’enquête du système. Pendant ce temps, PS1 continue de cartographier le ciel tous les soirs, à la recherche de l’inconnu.
