Resumen - Búsqueda acelerada por GPU de ondas gravitatorias de larga duración procedentes de estrellas neutrones recién nacidas

Búsqueda acelerada por GPU de ondas gravitatorias de larga duración procedentes de estrellas neutrones recién nacidas

2025-07-10 14:46:17

{"Joan-René Mérou","Rodrigo Tenorio","Alicia M. Sintes"}

{gr-qc}

La conferencia española de astrofísica XII, celebrada en Granada, España, mostró investigaciones pioneras en astrofísica, especialmente en el área de detección y análisis de ondas gravitacionales (GW). Uno de los puntos destacados fue una presentación sobre el desarrollo de un método innovador para buscar transitorios gravitacionales de larga duración emitidos por neutrones estrella recién nacidos. El estudio, realizado por investigadores de diversas instituciones, se publicó en los Actas del XVI Encuentro Científico de la Sociedad Astronómica Española. El artículo presentado por J. R. Mérou, R. Tenorio y A. M. Sintes introduce un nuevo enfoque para detectar ondas gravitacionales transitorias de larga duración (tCWs) procedentes de los restos de la fusión de estrellas de neutrones binarias o supernovas. La detección de tales señales es crucial para comprender las propiedades de las estrellas de neutrones y las leyes fundamentales de la física. El equipo utilizó GPUs y la biblioteca JAX en Python para crear un código que supera significativamente los métodos de búsqueda anteriores. La eficiencia computacional del código permite una amplia cobertura del cielo, eliminando la necesidad de una precisión extrema en la localización de eventos. Este nuevo método se utilizará en la búsqueda de ondas gravitacionales transitorias de larga duración después de cualquier detección de la fusión de sistemas de estrellas de neutrones en las últimas observaciones de la colaboración LIGO-Virgo-KAGRA. Las ondas gravitacionales son ondas en el espacio-tiempo causadas por movimientos rápidos de masa. Las estrellas de neutrones son restos altamente densos formados a partir del colapso del núcleo de estrellas masivas y se cree que emiten tCWs de larga duración después de fusiones o supernovas. La detección de estas ondas puede proporcionar información valiosa sobre las propiedades de las estrellas de neutrones y la física fundamental, incluyendo pruebas de la relatividad general. El método desarrollado en este estudio implica analizar datos utilizando plantillas, que describen la evolución esperada en el tiempo-frecuencia de las señales potenciales. Los investigadores utilizaron dos tipos de bancos de plantillas, uno organizado en una cuadrícula cúbica y el otro con muestreo aleatorio uniforme, para cubrir una amplia gama de posibles señales. A través de simulaciones y comparaciones con el método Hough Adaptativo Transitorio (ATrHough), el equipo demostró que su nuevo método alcanza sensibilidades similares pero con costos computacionales significativamente más bajos. Este nuevo método requiere menos plantillas que ATrHough, lo que lo hace más eficiente para la búsqueda de grandes volúmenes de datos. Los resultados indican que el código optimizado para GPU puede reducir el tiempo de computación por plantilla en hasta 60 veces en comparación con ATrHough. Esto significa que análisis que hubieran tomado meses pueden ahora completarse en solo unos días, permitiendo una búsqueda más eficiente de ondas gravitacionales transitorias de larga duración. En resumen, la conferencia española de astrofísica XII destacó la importancia de los métodos innovadores para la detección y el análisis de ondas gravitacionales. La investigación presentada en este estudio no solo avanza el campo de la astronomía de ondas gravitacionales, sino que también muestra el potencial de la aceleración con GPUs en el cálculo científico. El nuevo método desarrollado por los investigadores podría llevar a descubrimientos más significativos en el campo de la astrofísica y contribuir a una mejor comprensión del universo.