L'anno scorso, la rete di rivelatori di onde gravitazionali Advanced LIGO-VIRGO ha registrato dati da 35 buchi neri e stelle di neutroni in fusione. Un grande risultato, ma cosa si sono persi? Secondo il dottor Rory Smith dell'ARC Center of Excellence in Gravitational Wave Discovery presso la Monash University in Australia, è probabile che ci siano altri 2 milioni di eventi di onde gravitazionali dalla fusione di buchi neri, "un paio di buchi neri che si fondono ogni 200 secondi e un paio di stelle di neutroni che si fondono ogni 15 secondi" che gli scienziati non stanno rilevando.

Il dottor Smith e i suoi colleghi, anche alla Monash University, hanno sviluppato un metodo per rilevare la presenza di questi eventi deboli o "di fondo" che fino ad oggi sono passati inosservati, senza doverli rilevare individualmente. Il metodo, attualmente in fase di test guidato dalla comunità LIGO, "significa che potremmo essere in grado di guardare più di 8 miliardi di anni luce in più rispetto a quanto stiamo attualmente osservando, " ha detto il dottor Smith.

"Questo ci darà un'istantanea di come appariva l'universo primordiale, fornendo allo stesso tempo approfondimenti sull'evoluzione dell'universo".

La carta, recentemente pubblicato su Società Astronomica Reale rivista, spiega in dettaglio come i ricercatori misureranno le proprietà di uno sfondo di onde gravitazionali dai milioni di fusioni di buchi neri irrisolti.

Le fusioni binarie di buchi neri rilasciano enormi quantità di energia sotto forma di onde gravitazionali e ora vengono rilevate regolarmente dalla rete di rivelatori Advanced LIGO-Virgo. Secondo il coautore, Eric Thrane di OzGrav-Monash, queste onde gravitazionali generate da singole fusioni binarie "trasportano informazioni sullo spaziotempo e sulla materia nucleare negli ambienti più estremi dell'Universo. Le osservazioni individuali delle onde gravitazionali tracciano l'evoluzione delle stelle, ammassi stellari, e galassie, " Egli ha detto.

"Mettendo insieme le informazioni provenienti da molti eventi di fusione, possiamo cominciare a capire gli ambienti in cui le stelle vivono ed evolvono, e cosa causa il loro destino finale come buchi neri. Più lontano vediamo le onde gravitazionali da queste fusioni, più giovane era l'Universo quando si sono formati. Possiamo tracciare l'evoluzione di stelle e galassie nel tempo cosmico, indietro a quando l'Universo era una frazione della sua età attuale."

I ricercatori misurano le proprietà della popolazione delle fusioni binarie di buchi neri, come la distribuzione delle masse dei buchi neri. La stragrande maggioranza delle fusioni binarie compatte produce onde gravitazionali che sono troppo deboli per fornire rilevazioni univoche, quindi grandi quantità di informazioni sono attualmente perse dai nostri osservatori.

"Inoltre, le inferenze fatte sulla popolazione dei buchi neri possono essere suscettibili di un "bias di selezione" dovuto al fatto che vediamo solo una manciata dei più rumorosi, la maggior parte dei sistemi vicini. Il bias di selezione significa che potremmo ottenere solo un'istantanea dei buchi neri, piuttosto che il quadro completo, "Avvertò il dottor Smith.

L'analisi sviluppata da Smith e Thrane viene testata utilizzando osservazioni del mondo reale dai rivelatori LIGO-VIRGO con il programma che dovrebbe essere pienamente operativo entro pochi anni, secondo il dottor Smith.