Nog maar een paar jaar geleden, wetenschappers over de hele wereld vierden feest toen de allereerste zwaartekrachtsgolven werden gedetecteerd - een bevestiging van een lang gekoesterde wetenschappelijke theorie en de opening van een geheel nieuw onderzoeksgebied.

Nutsvoorzieningen, het internationale onderzoeksteam dat verantwoordelijk is voor het detecteren van zwaartekrachtsgolven heeft nog eens 39 zwaartekrachtgolfgebeurtenissen aangekondigd, waarmee het totaal aantal bevestigde detecties op 50 komt.

De Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) en Maagd-samenwerkingen, waaronder onderzoekers van de Universiteit van Portsmouth, hebben vandaag een reeks artikelen gepubliceerd die gebeurtenissen vastleggen, waaronder de fusies van binaire zwarte gaten, binaire neutronensterren en, mogelijk, neutronenster-zwarte gaten.

Deze gebeurtenissen werden geregistreerd tijdens de eerste zes maanden van de derde waarnemingsrun van de LIGO- en Maagd-detectoren.

Dr. Andrew Williamson, van het Instituut voor Kosmologie en Gravitatie van de Universiteit van Portsmouth, zei:"Deze nieuwe catalogus van ontdekkingen omvat 39 nieuwe zwaartekrachtgolfgebeurtenissen die zijn waargenomen tussen 1 april en 1 oktober 2019. Dat is meer dan één ontdekking per week.

"De meeste hiervan werden geproduceerd door paren zwarte gaten samen te voegen, maar het omvat ook de tweede ontdekking ooit van een botsend paar neutronensterren, en mogelijk de eerste ontdekking van een samensmelting van een zwart gat en een neutronensterpaar. Neutronensterren zijn de extreem dichte overblijfselen van dode sterren, zwaarder dan onze zon, maar verpletterd tot iets zo groot als een stad, minder dan 15 mijl in doorsnee.

"Gecombineerd met 11 ontdekkingen die vóór 2019 zijn gedaan, we hebben nu 50 zwaartekrachtgolfgebeurtenissen ontdekt, en er zullen er zeker nog veel volgen. We hebben nu genoeg gebeurtenissen die we echt kunnen beginnen met het beantwoorden van vragen als:'hoe vaak komen samensmeltende paren zwarte gaten eigenlijk voor?' en 'hoe ziet de populatie zwarte gaten eruit?'"

Britse wetenschappers hebben instrumenten ontworpen en gebouwd voor de LIGO-detectoren, die zijn gevestigd in de Verenigde Staten, en hebben bijgedragen aan de analyse en interpretatie van de gegevens die tijdens de drie waarnemingsruns zijn verzameld. De bijdrage van het VK aan de samenwerkingen wordt gefinancierd door de Science and Technology Facilities Council.

Met deze nieuwe, uitgebreide catalogus van detecties, wetenschappers krijgen een schat aan gegevens over zwarte gaten om de algemene relativiteitstheorie van Einstein rigoureus te testen en nieuw inzicht te geven in hoe zwarte gaten en neutronensterren tot stand komen.

Onderzoekers in Portsmouth hadden een leidende rol bij de planning, het bouwen en uitvoeren van een van de belangrijkste analyses die de zwaartekrachtgolven in deze catalogus hebben gedetecteerd en Ph.D. student, Simone Mozon, gedurende deze observaties drie maanden aan een van de LIGO-detectoren in Louisiana gewerkt.

Simone zei:"Ik had het geluk om eind 2019 bij LIGO in Livingston te werken, waar het mijn rol was om de impact van externe ruisbronnen op de zwaartekrachtsgolfgegevens te verminderen. LIGO-detectoren zijn extreem complex en gevoelig, en elk onderdeel moet worden geïsoleerd van externe geluidsverstoringen zoals grondbewegingen als gevolg van aardbevingen, oceaangolven en zelfs mensen die lopen en praten."

De nieuwe waarnemingen omvatten binaire zwarte gaten variërend van ongeveer vijf keer de massa van de zon aan het ene uiteinde van de schaal, helemaal tot 85 keer de massa van de zon. Aan de top van deze schaal, de grootste zwarte gaten zijn veel massiever dan eerder werd gedacht. In een andere observatie, Men zag een zwart gat samensmelten met een object dat 2,6 keer de massa van de zon was. Als dat object een zwart gat was, het zou lichter zijn geweest dan voor mogelijk werd gehouden. Alternatief, het is misschien wel de grootste neutronenster ooit waargenomen. Nutsvoorzieningen, astrofysici zullen uitzoeken hoe en waar in het heelal de door LIGO en Maagd gevonden systemen zijn gevormd.

Dr. Williamson zei:"Deze ontdekkingen dagen echt uit wat we dachten te weten over hoe deze paren zwarte gaten ontstaan. In de komende jaren verwachten we steeds vaker zwaartekrachtsgolven uit de verre ruimte te detecteren, waardoor we deze mysteries kunnen ontrafelen. En misschien staan ​​er nog meer verrassingen in het verschiet."