Scritto: Domenica, 02 Giugno 2019 09:29 Ultima modifica: Lunedì, 03 Giugno 2019 09:12

Onde G, la grande depressione?


 Dopo l'ubriacatura di Maggio, da ormai 12 giorni non ci sono nuovi segnali dalle antenne Ligo e Virgo... cosa sta succedendo?

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Eventi riportati sul database "GraceDB" nei primi 2 mesi del ciclo O3 Eventi riportati sul database "GraceDB" nei primi 2 mesi del ciclo O3 Data Source: Ligo/Stanford/Virgo/Ego/GraceDB - Processing: M. Di Lorenzo

Aggiornamento del 3/6: poche ore dopo la pubblicazione dell'articolo, ieri sera è arrivato il nuovo, atteso segnale. Si tratta quasi certamente di un Black-Hole merging a quasi 2,5 miliardi di anni luce, tuttavia, il valore di 1/FAR non è molto alto, suggerendo che la soglia sull'intensità dei segnali non è stata cambiata come da me ipotizzato. Di seguito, la tabella degli eventi osservati finora.

Lista 0602

 Il terzo run di osservazioni congiunte (denominato O3) è iniziato 2 mesi fa; da allora, sono stati rivelati in tutto 13 segnali, di cui due molto forti e inequivocabili nella seconda settimana di ascolto e gli altri, di intensità medio- bassa e di origine a volte incerta, tra la quarta e l'inizio dell'ottava settimana (dal 21 Aprile al 21 Maggio, traguardi rossi nell'immagine di apertura). Da allora, però, c'è stato un "silenzio assordante" impossibile da spiegare con le semplici leggi del caso. L'unica conclusione plausibile è che sia intervenuto un cambiamento radicale nella tecnica di ascolto e/o di classificazione dei segnali; presumibilmente, l'infittirsi di allarmi alla fine di quel periodo (culminato con la clamorosa rilevazione di due segnali nello stesso giorno), unita alla presenza di due segnali riconosciuti, poco dopo il loro annuncio, come falsi allarmi (il 18 e il 24 Maggio, non riportati nel grafico), ha fatto si che venissero drasticamente riviste le soglie per definire un "production superevent", ovvero un segnale probabilmente reale e degno di essere comunicato immediatamente alla rete mondiale per l'osservazione di eventuali controparti elettromagnetiche (peraltro mai trovate nel corso dell'attuale campagna, per quanto ci è dato sapere).

 Guardando il grafico, in effetti, viene il sospetto che la soglia sul parametro FAR (Frequenza di un falso allarme "casuale" di intensità uguale a quello osservato) sia stata innalzata ad almeno 1·10-10 Hz, ovvero un evento ogni circa 315 anni, contro la soglia di 1 evento/anno prima in vigore (dato desunto dallo scrivente); tale nuovo limite è indicato dalla linea tratteggiata blu nell'immagine di apertura. Adottando tale soglia, viene fuori che solo 2 o 3 eventi nel "mese caldo" sono da considerare reali; la frequenza di eventi scenderebbe da 1,5 a 0,5 per settimana e l'attuale vuoto lungo 12 giorni torna ad essere statisticamente plausibile, almeno per ora.

Strain O3 vs O2

La "noise curve" dei tre rivelatori LIGO e VIRGO, aggiornata al 2 giugno. Ho indicati, in basso, anche gli intervalli di massima sensibilità in cui le tre antenne scendono sotto lo stesso livello di strain (4,5·10-23). - Credits: https://www.gw-openscience.org

 L'ipotesi alternativa è che gli strumenti siano stati nuovamente fermati per una manutenzione straordinaria, ma non risulta verosimile poiché, in questo istante, tutte e tre le antenne risultano funzionanti come risulta da vari monitor in tempo reale (si veda ad esempio questo link). Inoltre, anche la sensibilità risulta ottimale, segno che le prestazioni non sono compromesse. Lo dimostra in modo eloquente il grafico della sensibilità in funzione della frequenza del segnale, riportato qui sopra. La "noise curve", come la chiamano gli addetti ai lavori, è stata calcolata stamane e qui l'ha messa a confronto con quella registrata durante il ciclo osservativo precedente (O2, nel riquadro in alto al centro). Guadando attentamente, si nota che "Advanced Ligo" è migliorato soprattutto alle alte frequenze e c'è ora una evidente differenza di performances tra Hanford e Livingston (che è la migliore), specialmente agli estremi dello spettro. L'Advanced-Virgo, nonostante le molte migliorie, essendo più piccola rimane 3-5 volte meno sensibile, tranne nella regione a bassa frequenze (<20 Hz) dove raggiunge le due antenne americane e addirittura le supera! Va detto che, comunque, in quella regione "infrasonica" la sensibilità è intrinsecamente bassa e molto meglio potranno fare le future antenne di terza generazione (Einstein e, soprattutto, LISA). Ricordiamo che lo "strain" è una misura dell'allungamento relativo prodotto dal passaggio di un'onda gravitazionale ed è inversamente proporzionale alla distanza della sorgente che la produce.

 Per aggiungere una ulteriore informazione sul livello di operatività scientifica di Virgo, nelle ultime 24 ore essa è stata attiva per il 98,7% del tempo e si stima che il suo raggio d'azione sia adesso 44 Mpc per una fusione tra due tipiche stelle di neutroni e di ben 520 Mpc per una coppia di buchi neri (dati presi da questa pagina).

 Non ci resta che incrociare le dita e aspettare, probabilmente entro pochi giorni, la rilevazione di un nuovo segnale che confermi quanto detto...

 

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Read 337 times Ultima modifica Lunedì, 03 Giugno 2019 09:12
Marco Di Lorenzo (DILO)

Sono laureato in Fisica e insegno questa materia nelle scuole superiori; in passato ho lavorato nel campo dei semiconduttori e dei sensori d'immagine. Appassionato di astronautica e astronomia fin da ragazzo, ho continuato a coltivare queste passioni sul web, elaborando e pubblicando numerose immagini insieme al collega Ken Kremer. E naturalmente amo la fantascienza e la fotografia!

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