Guidato dalla ricercatrice post-dottorato Maria Charisi, un team di ricercatori internazionali noto come collaborazione NANOGrav ha creato un catalogo di 45, 000 galassie per rilevare le onde gravitazionali create da coppie di buchi neri noti come binari. Usando le pulsar, gli orologi più precisi del cielo, un rivelatore su scala galattica ha chiamato un array di temporizzazione delle pulsar e dati a infrarossi provenienti da tutto il cielo, Charisi ha usato il catalogo per inserire binari ipotetici per misurare le differenze nelle masse dei due buchi neri o la loro distanza l'uno dall'altro all'interno di una galassia. "Dal momento che non abbiamo ancora trovato onde gravitazionali con array di temporizzazione delle pulsar, possiamo giocare con i nostri parametri binari e una gamma di frequenze delle onde gravitazionali per trovare i limiti delle dimensioni dei binari dei buchi neri in galassie specifiche, " disse Charisi.

Da questo lavoro, gli astrofisici possono escludere l'esistenza di alcuni tipi di binari in diverse galassie vicine. All'interno della nostra galassia, gli scienziati sanno che esiste un buco nero supermassiccio centrale, ma non se c'è un compagno più piccolo che forma un binario. Sebbene gli array di temporizzazione delle pulsar non possano vincolare un binario nella nostra Via Lattea, l'esperimento è così sensibile che questi limiti sono simili ai limiti della nostra galassia ottenuti con altri metodi.

Questa è la prima volta che i dati dell'array di temporizzazione delle pulsar sono stati esplorati con il relativo catalogo di galassie. Calcolando i limiti delle binarie dei buchi neri nelle galassie vicine, Charisi, Stefano Taylor, professore assistente di fisica e astronomia, ei loro colleghi internazionali si stanno preparando per un'era di astronomia multimessaggero. Poiché le binarie dei buchi neri interagiscono tra loro e all'interno del loro ambiente galattico costituito da gas e stelle, gli scienziati saranno in grado di interpretare segnali multimessaggeri ricchi di informazioni sulla composizione e sul comportamento delle galassie. "Non abbiamo mai visto un buco nero binario prima, quindi sappiamo molto poco al momento, " ha detto Taylor. "C'è molto dibattito teorico su come si evolve un binario, e vederne uno sarà la stele di Rosetta del nostro campo. Ci stiamo preparando per questo momento".

Man mano che l'esperimento diventa più sensibile con più osservazioni, Charisi e Taylor si aspettano di sondare più galassie, guardando scenari da campioni ancora più grandi. Alla fine con questi dati e al primo rilevamento delle onde gravitazionali, gli scienziati saranno in grado di individuare la galassia da cui provengono i segnali.