Vorig jaar, het geavanceerde LIGO-VIRGO-netwerk van zwaartekrachtgolven registreerde gegevens van 35 samensmeltende zwarte gaten en neutronensterren. Een geweldig resultaat, maar wat hebben ze gemist? Volgens Dr. Rory Smith van het ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery aan de Monash University in Australië - is het waarschijnlijk dat er nog eens 2 miljoen zwaartekrachtgolfgebeurtenissen zijn door samensmeltende zwarte gaten, "elke 200 seconden een paar samensmeltende zwarte gaten en elke 15 seconden een paar samensmeltende neutronensterren" die wetenschappers niet oppikken.

Dr. Smith en zijn collega's, ook aan de Monash University, een methode hebben ontwikkeld om de aanwezigheid van deze zwakke of "achtergrond"-gebeurtenissen te detecteren die tot op heden onopgemerkt zijn gebleven, zonder dat we ze allemaal afzonderlijk hoeven te detecteren. De methode - die momenteel wordt getest door de LIGO-gemeenschap - "betekent dat we mogelijk meer dan 8 miljard lichtjaar verder kunnen kijken dan we momenteel waarnemen, ' zei dokter Smith.

"Dit zal ons een momentopname geven van hoe het vroege universum eruit zag en tegelijkertijd inzicht geven in de evolutie van het universum."

De krant, onlangs gepubliceerd in de Koninklijke Astronomische Vereniging logboek, details hoe onderzoekers de eigenschappen van een achtergrond van zwaartekrachtgolven van de miljoenen onopgeloste samensmeltingen van zwarte gaten zullen meten.

Bij het samensmelten van binaire zwarte gaten komen enorme hoeveelheden energie vrij in de vorm van zwaartekrachtsgolven en worden nu routinematig gedetecteerd door het geavanceerde LIGO-Virgo-detectornetwerk. Volgens co-auteur Eric Thrane van OzGrav-Monash, deze zwaartekrachtsgolven die worden gegenereerd door individuele fusies van dubbelsterren "dragen informatie over ruimtetijd en nucleaire materie in de meest extreme omgevingen in het heelal. Individuele waarnemingen van zwaartekrachtgolven volgen de evolutie van sterren, sterrenhopen, en sterrenstelsels, " hij zei.

"Door informatie van veel fusiegebeurtenissen bij elkaar te brengen, we kunnen beginnen de omgevingen te begrijpen waarin sterren leven en evolueren, en wat de oorzaak is van hun uiteindelijke lot als zwarte gaten. Hoe verder we de zwaartekrachtsgolven van deze fusies zien, hoe jonger het heelal was toen ze gevormd werden. We kunnen de evolutie van sterren en sterrenstelsels door de kosmische tijd volgen, terug naar toen het heelal een fractie van zijn huidige leeftijd was."

De onderzoekers meten populatie-eigenschappen van binaire fusies van zwarte gaten, zoals de verdeling van de massa's van zwarte gaten. De overgrote meerderheid van compacte binaire fusies produceert zwaartekrachtsgolven die te zwak zijn om ondubbelzinnige detecties op te leveren - dus enorme hoeveelheden informatie worden momenteel gemist door onze observatoria.

"Bovendien, gevolgtrekkingen gemaakt over de populatie van zwarte gaten kunnen vatbaar zijn voor een 'selectiebias' vanwege het feit dat we slechts een handvol van de luidste, meest nabije systemen. Selectiebias betekent dat we misschien alleen een momentopname van zwarte gaten krijgen, in plaats van het volledige plaatje, "Dr. Smith waarschuwde.

De door Smith en Thrane ontwikkelde analyse wordt getest met behulp van waarnemingen uit de echte wereld van de LIGO-VIRGO-detectoren en het programma zal naar verwachting binnen enkele jaren volledig operationeel zijn, volgens Dr. Smith.