Forskere finder gravitationsbølgekandidater fra binære sorte hul-fusioner i offentlige LIGO/Virgo-data

Forskere fra Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute; AEI) i Hannover har sammen med internationale kolleger udgivet deres andet Open Gravitational-wave Catalog (2-OGC). De brugte forbedrede søgemetoder til at grave dybere ned i offentligt tilgængelige data fra LIGOs og Jomfruens første og anden observationskørsel. Udover at bekræfte de ti kendte binære sorte hul-fusioner og en binær neutronstjerne-fusion, de identificerer også fire lovende sorte hul-fusionskandidater, som blev savnet af indledende LIGO/Jomfru analyser. Disse resultater viser værdien af ​​søgninger i offentlige LIGO/Virgo-data foretaget af forskningsgrupper uafhængigt af LIGO/Virgo-samarbejdet. Forskerholdet stiller også sit komplette katalog til rådighed ud over detaljerede analyser af mere end et dusin mulige binære sorte hul-fusioner.

"Vi inkorporerer banebrydende metoder, " siger Alexander Nitz, en stabsforsker ved Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute) i Hannover, der ledede det internationale forskerhold. "Vores forbedringer gør det muligt at opdage svagere binære sorte hul-fusioner:de fire ekstra signaler viser, at dette virker!"

Resultaterne blev offentliggjort i The Astrofysisk tidsskrift i dag.

Nye opdagelser i gamle data

Det internationale forskerhold analyserede de offentligt tilgængelige gravitationsbølgedata taget af Advanced LIGO og Advanced Jomfru-detektorerne i deres første (O1:september 2015—januar 2016) og anden (O2:november 2016—august 2017) observationskørsel. Disse er tidligere blevet analyseret af LIGO Scientific og Virgo-samarbejdet. Ti binære sorte hul-fusioner og en binær neutronstjernefusion er blevet fundet. En anden uafhængig analyse havde tidligere fundet flere yderligere sorte hul-fusioner.

Arbejdet ledet af Nitz bekræfter 14 af disse begivenheder og finder endnu en mulig binær sort hul-fusion, der er gået glip af tidligere analyser. Hvis det er ægte, GW151205 kom fra en temmelig fjern sammensmeltning af to massive sorte huller på omkring 70 og 40 gange vores sols masse, henholdsvis.

Tricket var ikke kun en forbedret måde at rangordne potentielle gravitationsbølgesignaler på, men også at målrette de egenskaber, som binære sorte huller forventes at have. "Vi har en idé om, hvad den typiske masse er for et binært sort hul ud fra de signaler, der allerede blev detekteret, " forklarer Collin Capano, seniorforsker ved AEI Hannover og medforfatter til publikationen. "Vores følsomhed over for binære sorte huller er forbedret med 50% til 60% ved at bruge disse oplysninger til at justere vores søgning for at lede efter de mest sandsynlige signaler."

Ingen nye binære neutronstjernefusioner

Holdet finder ingen nye kandidater til binære neutronstjernefusioner i LIGO/Virgo-data fra O1 og O2. Fordi kun to binære neutronstjernefusioner er blevet identificeret af deres gravitationsbølger, og den underliggende befolkning er ikke velkendt, en målrettet søgning er endnu ikke mulig.

De 15 signaler, der nu rapporteres, er kun en lille del af et større onlinekatalog. Holdet udgav sit komplette katalog over begivenheder, herunder statistisk mindre signifikante kandidater og de detaljerede resultater af deres analyse. "Vi håber, at disse data vil gøre det muligt for andre forskere at udføre fremtidige dybdegående søgninger ved at give en bedre forståelse af den binære sorte hul-population, samt baggrundsstøj, " siger Sumit Kumar, seniorforsker ved AEI Hannover og medforfatter til publikationen.