La ricerca mira a inviare avvisi ad astronomi e astrofisici entro 30 secondi dal rilevamento, contribuendo a migliorare la comprensione delle stelle di neutroni e dei buchi neri e di come vengono prodotti gli elementi pesanti, tra cui oro e uranio.

L'articolo, intitolato "Prodotti di allerta per onde gravitazionali a bassa latenza e le loro prestazioni al momento della quarta sessione di osservazione LIGO-Virgo-KAGRA", è stato recentemente pubblicato negli Proceedings of the National Academy of Sciences .

Le onde gravitazionali interagiscono con lo spaziotempo comprimendolo in una direzione e allungandolo nella direzione perpendicolare. Questo è il motivo per cui gli attuali rilevatori di onde gravitazionali all'avanguardia sono a forma di L e misurano le lunghezze relative del laser utilizzando l'interferometria, un metodo di misurazione che esamina gli schemi di interferenza prodotti dalla combinazione di due sorgenti luminose.

Per rilevare le onde gravitazionali è necessario misurare con precisione la lunghezza del laser:equivale a misurare la distanza dalla stella più vicina, a circa quattro anni luce di distanza, fino alla larghezza di un capello umano.

Questa ricerca fa parte della collaborazione LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), una rete di interferometri di onde gravitazionali in tutto il mondo.

Nell'ultima campagna di simulazione, sono stati utilizzati i dati dei periodi di osservazione precedenti e sono stati aggiunti segnali simulati di onde gravitazionali per mostrare le prestazioni degli aggiornamenti del software e delle apparecchiature. Il software è in grado di rilevare la forma dei segnali, tracciare il comportamento del segnale e stimare quali masse sono incluse nell’evento, come stelle di neutroni o buchi neri. Le stelle di neutroni sono le stelle più piccole e dense conosciute e si formano quando stelle massicce esplodono in supernove.

Una volta che questo software rileva un segnale di onda gravitazionale, invia avvisi agli abbonati, che di solito includono astronomi o astrofisici, per comunicare dove si trovava il segnale nel cielo. Con gli aggiornamenti in questo periodo di osservazione, gli scienziati sono in grado di inviare avvisi più velocemente, meno di 30 secondi, dopo il rilevamento di un'onda gravitazionale.

"Con questo software, possiamo rilevare l'onda gravitazionale derivante dalle collisioni di stelle di neutroni che normalmente è troppo debole per essere vista a meno che non sappiamo esattamente dove guardare", ha affermato Andrew Toivonen, Ph.D. studente presso la Scuola di Fisica e Astronomia dell'Università del Minnesota Twin Cities.

"Rilevare innanzitutto le onde gravitazionali aiuterà a localizzare la collisione e aiuterà gli astronomi e gli astrofisici a completare ulteriori ricerche."

Astronomi e astrofisici potrebbero utilizzare queste informazioni per capire come si comportano le stelle di neutroni, studiare le reazioni nucleari tra stelle di neutroni e buchi neri in collisione e come vengono prodotti gli elementi pesanti, tra cui oro e uranio.

Questa è la quarta sessione di osservazione utilizzando l'Osservatorio delle onde gravitazionali dell'interferometro laser (LIGO) e osserverà fino a febbraio 2025. Tra gli ultimi tre periodi di osservazione, gli scienziati hanno apportato miglioramenti alla rilevazione dei segnali. Al termine di questa sessione di osservazione, i ricercatori continueranno a esaminare i dati e ad apportare ulteriori miglioramenti con l'obiettivo di inviare avvisi ancora più velocemente.

L'articolo multi-istituzionale includeva Michael Coughlin, professore assistente presso la Scuola di fisica e astronomia dell'Università del Minnesota, oltre a Toivonen.