Seeing what we hear: Electromagne2c Counterparts of - PowerPoint PPT Presentation

Seeing ¡what ¡we ¡hear: ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡ Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡ Varun ¡Bhalerao ¡ (varunb@iucaa.ernet.in) ¡

GW ¡Sources ¡ EM ¡Counterparts ¡ Followup ¡requirements ¡ Indian ¡Capabili2es ¡ Transient ¡Hunt ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 2 ¡

NS ¡+ ¡NS ¡merger ¡ (Resmi’s ¡talk) ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 3 ¡

GW ¡Sources ¡ EM ¡Counterparts ¡ Followup ¡requirements ¡ Indian ¡Capabili2es ¡ Transient ¡Hunt ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 4 ¡

Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 5 ¡

1: ¡Pre-­‑merger ¡ emission ¡ 2:GRB ¡ High ¡energy ¡ emission ¡ 4: ¡Interac2on ¡ with ¡ISM ¡ 3: ¡Kilonova ¡ R-­‑process ¡ nucleosynthesis ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 6 ¡

NS ¡+ ¡NS ¡inspirals ¡ • Pre-­‑merger ¡emission ¡??? ¡ • Short-­‑Hard ¡Gamma-­‑Ray ¡Bursts ¡– ¡beamed ¡ » X-­‑rays, ¡bright ¡detec2on ¡if ¡on-­‑axis ¡ • “Kilonova” ¡from ¡nucleosynthesis ¡in ¡disk ¡ » Op2cal ¡/ ¡IR, ¡faint ¡(22 ¡– ¡26 ¡mag) ¡ » Fast ¡(hours ¡– ¡days) ¡ » Rare ¡(One ¡tenta2ve ¡detec2on ¡so ¡far) ¡ • Radio ¡emission ¡from ¡interac2on ¡with ¡ surroundings ¡(weeks ¡– ¡months) ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 7 ¡

Complementary ¡informa2on ¡ GW ¡ EM ¡ • Masses ¡ • Beaming ¡ • Spins ¡ • Nucleosynthesis ¡ • Geometric ¡proper2es ¡ • Ejecta ¡proper2es ¡ » Posi2on ¡ » Mass ¡ » Distance ¡ » Velocity… ¡ » Inclina2on ¡angle… ¡ Complete ¡astrophysical ¡picture ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 8 ¡

There ¡are ¡known ¡knowns. ¡These ¡are ¡things ¡ we ¡know ¡that ¡we ¡know. ¡ ¡ There ¡are ¡known ¡unknowns. ¡That ¡is ¡to ¡say, ¡ there ¡are ¡things ¡that ¡we ¡know ¡we ¡don't ¡know. ¡ ¡ But ¡there ¡are ¡also ¡unknown ¡ unknowns. ¡There ¡are ¡things ¡ we ¡don't ¡know ¡we ¡don't ¡ know. ¡ Donald ¡Rumsfeld, ¡ ¡ US ¡secretary ¡of ¡defense ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 9 ¡

GW ¡Sources ¡ EM ¡Counterparts ¡ Followup ¡requirements ¡ Indian ¡Capabili2es ¡ Transient ¡Hunt ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 10 ¡

The ¡follow-­‑up ¡challenge ¡ ASI ¡Transients ¡Workshop ¡| ¡16 ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 11 ¡ Feb ¡2015 ¡

The ¡follow-­‑up ¡challenge ¡ Right ¡place, ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Right ¡2me, ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Right ¡equipment ¡ ASI ¡Transients ¡Workshop ¡| ¡16 ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 12 ¡ Feb ¡2015 ¡

The ¡right ¡place ¡

A ¡Global ¡Network ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 14 ¡

A ¡Global ¡Network ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 15 ¡

A ¡Global ¡Network ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 16 ¡

The ¡right ¡2me ¡

Day ¡and ¡night! ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 18 ¡

1: ¡Pre-­‑merger ¡ emission: ¡ ??? ¡ 2:GRB ¡ High ¡energy ¡ ¡ ( X-­‑rays ) ¡ 4: ¡ISM ¡Interac2on ¡ Radio ¡ 3: ¡Kilonova ¡ Op+cal, ¡ Infrared ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 19 ¡

Response ¡2mescales ¡ • Gamma-­‑ray ¡/ ¡X-­‑ray ¡: ¡Seconds ¡to ¡Minutes ¡ • Op2cal ¡/ ¡Infrared ¡: ¡Hours ¡ • Radio: ¡Days ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 20 ¡

The ¡right ¡equipment ¡ Where/how ¡do ¡we ¡look? ¡

Localiza2on ¡ Triangulate ¡ from ¡arrival ¡ 2mes ¡ LIGO-­‑India ¡ advantage: ¡ • ¡Longer ¡ baselines ¡ • ¡Bener ¡ localiza2on ¡ ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 22 ¡

Source ¡localiza2on ¡ Image: ¡Stephen ¡Fairhurst ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 23 ¡

LIGO-­‑India: ¡Improved ¡localiza2on ¡ Image: ¡Stephen ¡Fairhurst ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 24 ¡

How ¡large ¡is ¡the ¡search ¡region? ¡ 1.0 Specific Detected Binary Fraction HLVI ¡ 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 10 100 1000 Area (sq deg) (Nissanke ¡et ¡al., ¡2012) ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 25 ¡

Localiza2on ¡ 2 ¡detectors ¡ 250 ¡deg 2 ¡ Typical ¡ telescope: 15’ ¡ ~ ¡160 ¡images ¡ 4 ¡det ¡ ¡ 10 ¡deg 2 ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 26 ¡

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Virgo ¡Supercluster ¡ hnp://en.wikipedia.org/wiki/File:Earth’s_Loca2on_in_the_Universe_(JPEG).jpg ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 28 ¡

Local ¡Superclusters ¡ hnp://en.wikipedia.org/wiki/File:Earth’s_Loca2on_in_the_Universe_(JPEG).jpg ¡ ~ ¡200 ¡Mpc ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 29 ¡

GW ¡Sources ¡ EM ¡Counterparts ¡ Followup ¡requirements ¡ Indian ¡Capabili2es ¡ Transient ¡Hunt ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 30 ¡

GW ¡& ¡India ¡ • LIGO-­‑India ¡awaits ¡cabinet ¡approval ¡ • First ¡detec2on ¡likely ¡before ¡it ¡is ¡func2onal ¡ • Can ¡we ¡detect ¡electromagne2c ¡counterparts ¡for ¡ triggers ¡from ¡the ¡three ¡other ¡detectors? ¡ Electromagne2c ¡Counterparts ¡of ¡Gravita2onal ¡Wave ¡Sources ¡| ¡Varun ¡Bhalerao ¡(IUCAA) ¡ 2 ¡March ¡2015 ¡ 31 ¡