GEO600 Astrowatch

Seit September 2011, nach dem Ende der S6e-Datenaufnahme, war GEO600 in das sogenannte "Astrowatch"-Programm eingebunden. Während die LIGO- und Virgo-Detektoren ihre entsprechenden Verbesserungsprogramme verfolgten (Advanced LIGO und Advanced Virgo), war GEO600 der empfindlichste und der einzige interferometrische Gravitationswellen-Detektor in Betrieb. GEO war zwar ebenfalls einem Verbesserungsprogramm unterworfen (GEO-HF), aber anders als bei den anderen Detektoren verhinderten diese Verbesserungen selten die Aufnahme von wissenschaftlich qualifizierten Daten innerhalb der üblichen Arbeitsstunden.

Wenn wir auch unempfindlich für die häufig schwachen Ereignisse sind, nach denen üblicherweise in einem Detektornetzwerk gesucht wird, haben wir doch eine kleine Chance seltene laute Ereignisse zu messen, die während dieser Ein-Detektor-Ära vorkommen können. Um unsere Suche nach Gravitationswellen zu vereinfachen, vertrauen wir auf den gleichzeitigen Nachweis mit elektromagnetischen oder Astroteilchen-Signalen, die von einer Quelle stammen, von der wir auch Gravitationswellen erwarten. Ein Beispielkandidat, von dem GEO Gravitationswellen beobachten könnte, ist die rote Riesensonne Beteigeuze. Dieser Stern ist auf einer galaktischen Skala ziemlich nah an der Erde (~ 600 Lichtjahre von der Erde entfernt); es wird erwartet, dass er in einer Supernova vom Typ II explodiert. Wenn diese Sonne während der Beobachtungszeit von GEO hochgeht, wäre das eine ideale Quelle für GEO, um Gravitationswellen zu messen.

Beispiel für die GEO600-Datenaufnahme während der "Astrowatch"-Zeit (mit den Daten vom November 2013). Bild vergrößern
Beispiel für die GEO600-Datenaufnahme während der "Astrowatch"-Zeit (mit den Daten vom November 2013).

GEO läuft sehr stabil und kann mit einer hohen Datenrate betrieben werden, die vornehmlich durch den Ausbau und den Probebetrieb begrenzt wird. In den letzten zwei Jahren haben wir Daten während 2/3 der Zeit im "Astrowatch"-Modus aufgenommen. Der Betrieb im "Astrowatch"-Modus erfordert besondere Sorgfalt, wenn man Änderungen am Detektor vornimmt. Am Ende eines jeden Tages muss der Detektor in einen stabilen Zustand versetzt werden, so dass er unbeaufsichtigt laufen kann. Während Wochenenden und Ferien ist sichergestellt, dass wenigstens ein Operateur, Post-Doc oder fortgeschrittener Student den Zustand des Detektors überwacht. Dies erfordert ein bisschen Infrastruktur, die es uns erlaubt, den Zustand des Detektors auch von zuhause zu überwachen oder durch eine automatische Nachricht alarmiert zu werden, wenn etwas mit dem Detektor schief läuft. Dies klappt auch während ca. 80 % der Wochenenden gut, aber manchmal muss einer bei GEO vorbeischauen, um das Problem zu lösen. Mit viel Aufwand wurde versucht, die Wiederanlauf-Prozedur zu automatisieren, und das funktioniert auch die meiste Zeit gut. Wir verlieren etwa 1 % der Beobachtungszeit durch Situationen, wenn der Detektor blockiert und nicht wieder anläuft.

Seit 2010 läuft GEO mit der Injektion von gequetschtem Vakuum, einer neuen Technik, um das Rauschen hochfrequenzseitig zu reduzieren. Bei GEO wird die Langzeitstabilität des Quetschens getestet, seine Verträglichkeit mit dem Hauptdetektor und der Versuch, die Rauschreduzierung durch Quetschen zu verbessern. Das Quetschen funktioniert gut und wird bei GEO zu 90 % der Zeit angewendet. Aber es handelt sich natürlich um ein weiteres System im ganzen Detektor, um das man sich kümmern muss.

GEO600 im „Astrowatch“-Modus weiter betrieben werden, und zeitgleich werden Verbesserungen vorgenommen, um die Empfindlichkeit zu erhöhen. Dies wird sich fortsetzen, bis die "Advanced LIGO"- und "Advanced Virgo"-Detektoren laufen;  zunächst werden sie mit einer kleinen Aufnahmerate betrieben, während langer Perioden mit intensivem Probebetrieb. Deshalb ist es wichtig, dass GEO in dieser Zeit mit einer hohen Datenrate weiter betrieben wird.

 
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