Ma molte delle sfumature delle GW che LIGO e altri rilevatori hanno trovato nelle 90 onde gravitazionali candidate trovate dal 2016 sono andate perdute.

I ricercatori hanno difficoltà a determinare da quale galassia proviene un’onda gravitazionale. Ma ora, un nuovo articolo di ricercatori olandesi ha una strategia e ha sviluppato alcune simulazioni che potrebbero aiutare a restringere la ricerca del luogo di nascita dei GW. Per fare ciò, usano un altro tesoro degli astronomi di tutto il mondo:la lente gravitazionale.

È importante sottolineare che si ritiene che i GW siano causati dalla fusione di buchi neri. Questi eventi catastrofici distorcono letteralmente lo spazio-tempo al punto che la loro fusione provoca increspature nella gravità stessa. Tuttavia, questi segnali sono straordinariamente deboli quando ci raggiungono e spesso provengono da miliardi di anni luce di distanza.

Rilevatori come LIGO sono progettati esplicitamente per cercare questi segnali, ma è ancora difficile ottenere un forte rapporto segnale-rumore. Pertanto, non sono particolarmente bravi a dettagliare la provenienza di un particolare segnale GW. In genere possono dire:"È venuto da quella zona di cielo laggiù", ma poiché "quella zona di cielo" potrebbe contenere miliardi di galassie, questo non aiuta molto a restringere il campo.

Ma gli astronomi perdono molto del contesto riguardo a ciò che un GW può dire loro sulla sua galassia originaria se non sanno da quale galassia proviene. È qui che entra in gioco la lente gravitazionale.

Le lenti gravitazionali sono un fenomeno fisico per cui il segnale (nella maggior parte dei casi la luce) proveniente da un oggetto molto lontano viene deformato dalla massa di un oggetto che si trova tra l'oggetto più lontano e noi qui sulla Terra. A loro si deve la creazione degli "Anelli di Einstein", alcune delle immagini astronomiche più spettacolari.

La luce non è l’unica cosa che può essere influenzata dalla massa, anche le onde gravitazionali possono farlo. Pertanto, è almeno possibile che le onde gravitazionali stesse possano essere deformate dalla massa di un oggetto tra esso e la Terra. Se gli astronomi riescono a rilevare tale distorsione, possono anche dire da quale galassia specifica in un'area del cielo proviene il segno GW.

Una volta che gli astronomi riescono a rintracciare la galassia precisa, creando un’onda gravitazionale, il cielo (non è) il limite. Possono restringere ogni tipo di caratteristica non solo della stessa galassia che genera onde, ma anche della galassia di fronte ad essa, creando la lente. Ma come dovrebbero fare esattamente gli astronomi per svolgere questo lavoro?

Questo è il focus del nuovo articolo di Ewoud Wempe, Ph.D. studente dell'Università di Groningen e i loro coautori. L'articolo, pubblicato negli Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , descrive in dettaglio diverse simulazioni che tentano di restringere il campo dell'origine di un'onda gravitazionale con lente. In particolare, utilizzano una tecnica simile alla triangolazione utilizzata dai telefoni cellulari per determinare dove si trovano esattamente rispetto ai satelliti GPS.

L’uso di questa tecnica può rivelarsi fruttuoso in futuro, poiché gli autori ritengono che ci siano fino a 215.000 potenziali candidati con lenti GW che sarebbero rilevabili nei set di dati della prossima generazione di rilevatori GW. Mentre questi sono ancora in linea, il mondo teorico e quello della modellizzazione continuano a lavorare duramente cercando di capire che tipo di dati ci si aspetterebbe per le diverse realtà fisiche di questo nuovo tipo di osservazione astronomica.