La Colaboración Científica LIGO y la Colaboración Virgo publicaron un catálogo de resultados de la primera mitad de su tercera serie de observación (O3a), y los científicos han detectado más de tres veces más ondas gravitacionales que las dos primeras carreras combinadas. Las ondas gravitacionales se detectaron por primera vez en 2015 y son ondas en el tiempo y el espacio producidas por la fusión de agujeros negros y / o estrellas de neutrones. Varios investigadores del Centro de Relatividad y Gravitación Computacional (CCRG) del Instituto de Tecnología de Rochester participaron activamente en el análisis de las ondas gravitacionales y la comprensión de su significado.

El catálogo detalla 39 nuevos eventos de ondas gravitacionales detectados durante O3a, llevando el total a 50, y varios de los binarios recién detectados tienen propiedades únicas que amplían nuestra comprensión de la formación de agujeros negros binarios. O3a descubrió los agujeros negros binarios más grandes y más pequeños hasta la fecha, que van desde 150 veces el tamaño de nuestro sol hasta solo 3 veces más grande. O3a también detectó el primer agujero negro binario formado con confianza a partir de agujeros negros altamente asimétricos, así como varios agujeros negros binarios con propiedades de giro únicas.

Jacob Lange '18 MS (ciencias y tecnología astrofísicas), '20 Doctorado (ciencias y tecnología astrofísicas) trabajó en la parte de estimación de parámetros del análisis, que identifica características importantes sobre cada evento de ondas gravitacionales, incluidas las masas de los agujeros negros o las estrellas de neutrones involucradas, su giro, distancia de la Tierra y posición en el cielo. Mientras era un Ph.D. estudiante en RIT, ayudó a desarrollar algoritmos de estimación de parámetros que eran más rápidos que los métodos convencionales y se usaban para muchos de los eventos publicados en el catálogo. Lange, quien ahora es investigador postdoctoral en el Instituto de Investigación Computacional y Experimental en Matemáticas de la Universidad de Brown, dijo que las mejoras en los sensores y las técnicas de estimación de parámetros han producido hallazgos cada vez más únicos que desafían nuestra comprensión del universo.

"Estamos viendo eventos mucho más complejos en los que la naturaleza realmente nos muestra su lado fascinante, ", dijo Lange." Podremos aprender física y astrofísica mucho más interesantes a partir de estas detecciones. Cuanto más construimos este catálogo de eventos, cuanto más podamos empezar a hacer declaraciones sobre la población en general ".

Daniel Wysocki '18 MS (ciencias y tecnología astrofísicas), '20 Doctorado (ciencias y tecnología astrofísicas) trabajó en el análisis de las propiedades de la población de los agujeros negros después de O3a. Wysocki, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Wisconsin-Milwaukee, dijo que estamos obteniendo una imagen más clara sobre cómo se ven los agujeros negros típicos, cuantos existen, cómo ha cambiado la población de agujeros negros a medida que evolucionó el universo, y otras propiedades importantes.

"Este catálogo representa un aumento significativo en el tamaño de la muestra con respecto a nuestra versión anterior, ", dijo Wysocki." Es como un censo que proporciona datos para que la gente vea si sus modelos físicos son consistentes con lo que sucede en el universo. Esto tiene implicaciones para la relatividad general, la física de las estrellas, y el comportamiento de la materia a energías que no son posibles en un laboratorio terrestre. Más adelante, eso realmente puede ayudarnos a cambiar nuestra comprensión de las cosas en la Tierra ".

Con las mejoras incrementales que estarán en línea en los próximos años, nuevos observatorios terrestres y espaciales en las próximas décadas, y LIGO y Virgo preparándose para la cuarta carrera de observación, el futuro es brillante para la astronomía de ondas gravitacionales. Profesor asociado Richard O'Shaughnessy, miembro del CCRG y de la Colaboración Científica LIGO, dijo que aún hay más descubrimientos en el horizonte.

"Hemos aprendido más sobre lo que permite la naturaleza, ", dijo O'Shaughnessy." Encontramos más agujeros negros grandes, hermanos menores del evento masivo descrito en el verano y encontramos, también, que los grandes agujeros negros pueden estar girando rápidamente. Eso rompe algunas teorías sobre cómo se podrían formar los agujeros negros grandes. Vemos sugerencias muy tentadoras de que algunos de los agujeros negros fusionados pueden tener giros desalineados con la órbita ".

Especulando sobre la importancia de estas observaciones, O'Shaughnessy dijo:"Hace muchos años, Mostré que la desalineación podía identificar claramente cómo se produjo la fusión de los agujeros negros. Estamos un paso más cerca de encontrar una pistola humeante ".