Onderzoekers van het Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute; AEI) in Hannover hebben samen met internationale collega's hun tweede Open Gravitational-wave Catalog (2-OGC) gepubliceerd. Ze gebruikten verbeterde zoekmethoden om dieper te graven in openbaar beschikbare gegevens van de eerste en tweede waarnemingsruns van LIGO en Maagd. Afgezien van het bevestigen van de tien bekende fusies van binaire zwarte gaten en één fusie van binaire neutronensterren, ze identificeren ook vier veelbelovende fusiekandidaten voor zwarte gaten, die werden gemist door de eerste LIGO/Virgo-analyses. Deze resultaten tonen de waarde aan van zoekopdrachten in openbare LIGO/Virgo-gegevens door onderzoeksgroepen die onafhankelijk zijn van de LIGO/Virgo-samenwerkingen. Het onderzoeksteam stelt ook de volledige catalogus ter beschikking, naast een gedetailleerde analyse van meer dan een dozijn mogelijke fusies van binaire zwarte gaten.

"We gebruiken geavanceerde methoden, " zegt Alexander Nitz, een stafwetenschapper aan het Max Planck Instituut voor Gravitatiefysica (Albert Einstein Instituut) in Hannover, die het internationale onderzoeksteam leidde. "Onze verbeteringen maken het mogelijk om zwakkere fusies van binaire zwarte gaten te ontdekken:de vier extra signalen laten zien dat dit werkt!"

De resultaten zijn gepubliceerd in The Astrofysisch tijdschrift vandaag.

Nieuwe ontdekkingen in oude gegevens

Het internationale onderzoeksteam analyseerde de openbaar beschikbare zwaartekrachtsgolfgegevens die door de Advanced LIGO- en Advanced Virgo-detectoren zijn genomen in hun eerste (O1:september 2015-januari 2016) en tweede (O2:november 2016-augustus 2017) observatie-runs. Deze zijn eerder geanalyseerd door de LIGO Scientific en de Virgo-samenwerking. Er zijn tien binaire fusies van zwarte gaten en één fusie van binaire neutronensterren gevonden. Een andere onafhankelijke analyse had eerder meerdere extra fusies van zwarte gaten gevonden.

Het werk onder leiding van Nitz bevestigt 14 van deze gebeurtenissen en vindt nog een mogelijke fusie van binaire zwarte gaten die door eerdere analyses is gemist. Als het echt is, GW151205 kwam van een vrij verre fusie van twee massieve zwarte gaten van ongeveer 70 en 40 keer de massa van onze zon, respectievelijk.

De truc was niet alleen een verbeterde manier om potentiële zwaartekrachtsgolfsignalen te rangschikken, maar ook om zich te richten op de eigenschappen die binaire zwarte gaten naar verwachting zullen hebben. "We hebben een idee van wat de typische massa is van een binair zwart gat uit de signalen die al zijn gedetecteerd, " legt Collin Capano uit, een senior onderzoeker aan de AEI Hannover en co-auteur van de publicatie. "Onze gevoeligheid voor binaire zwarte gaten is met 50% tot 60% verbeterd door deze informatie te gebruiken om onze zoekopdracht af te stemmen op het zoeken naar de meest waarschijnlijke signalen."

Geen nieuwe fusie van binaire neutronensterren

Het team vindt geen nieuwe kandidaten voor fusies van binaire neutronensterren in LIGO/Maagd-gegevens van O1 en O2. Omdat slechts twee fusies van binaire neutronensterren zijn geïdentificeerd door hun zwaartekrachtsgolven en de onderliggende populatie niet goed bekend is, gericht zoeken is nog niet mogelijk.

De 15 signalen die nu worden gemeld, vormen slechts een klein deel van een grotere online catalogus. Het team publiceerde zijn volledige evenementencatalogus, inclusief statistisch minder significante kandidaten en de gedetailleerde resultaten van hun analyse. "We hopen dat deze gegevens andere onderzoekers in staat zullen stellen toekomstige diepgaande zoekopdrachten uit te voeren door een beter begrip te krijgen van de binaire zwarte gatenpopulatie, evenals achtergrondgeluiden, " zegt Sumit Kumar, een senior onderzoeker aan de AEI Hannover en co-auteur van de publicatie.