Gli osservatori delle onde gravitazionali LIGO (USA), Virgo (Italia) e KAGRA (Giappone) hanno segnalato il completamento dell'elaborazione dei dati del terzo ciclo congiunto di osservazioni, terminato a marzo 2020. Il risultato è stata una nuova versione del catalogo dei transitori delle onde gravitazionali GWTC-3, che ora contiene 90 segnali, 35 dei quali non sono stati pubblicati in precedenza.
Tutti i segnali registrati nel catalogo provengono dalla fusione di buchi neri e stelle di neutroni. Tra questi, gli scienziati notano diversi eventi insoliti, come l'assorbimento di una stella di neutroni da parte di un buco nero, la partecipazione di buchi neri binari e la fusione di enormi buchi neri.
"In O3b (la seconda parte del terzo ciclo di osservazione), abbiamo rilevato GW191219_163120, un segnale di fusione proveniente da un buco nero 32 volte la massa del nostro Sole, che assorbe una stella di neutroni con una massa di sole 1,17 masse solari. Le nuove osservazioni continuano a sfidare la nostra comprensione di come si formano i buchi neri di massa stellare e le stelle di neutroni e di come vengono in orbita l'una intorno all'altra fino a quando non si fondono", afferma la dott.ssa Alessandra Buonanno, direttrice dell'Istituto e professoressa all'Università del Maryland.
Un'altra nuova scoperta di O3b è l'evento GW200210_092254, in cui un buco nero si fonde con un secondo oggetto, una stella di neutroni molto massiccia o un buco nero di massa molto bassa. La maggior parte delle osservazioni riguarda fusioni binarie di buchi neri, inclusi alcuni eventi particolarmente importanti.
Molte scoperte sono diventate possibili grazie al fatto che nell'ottobre 2019, durante la pausa di un mese tra le fasi O3a e O3b del terzo ciclo di osservazione, gli esperti hanno aggiornato e migliorato i rivelatori LIGO e Virgo, di conseguenza la loro sensibilità è aumentata. E alla fine del terzo ciclo, il rivelatore KAGRA in Giappone si è unito alle osservazioni, seguite da due settimane di osservazioni simultanee con il rivelatore tedesco-britannico GEO600 situato in Germania.
Negli articoli, gli scienziati hanno presentato modelli precisi di diverse varianti di onde gravitazionali derivanti dalla fusione di buchi neri che tengono conto di parametri come la precessione degli spin dei buchi neri, i momenti multipolari e gli effetti delle maree introdotti da una potenziale stella compagna di neutroni. Per sviluppare i modelli sono stati utilizzati complessi di computer ad alte prestazioni Minerva e Hypatia presso l'Albert Einstein Institute di Potsdam e Holodeck ad Hannover.
I rivelatori LIGO, Virgo e KAGRA sono attualmente in fase di aggiornamento per avviare il prossimo, quarto ciclo di osservazioni congiunte alla fine del 2022. I ricercatori si aspettano che dopo l'aggiornamento, che aumenterà la velocità di fissazione, le onde gravitazionali saranno osservate tre volte più spesso di adesso, fino a cinque segnali a settimana.
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