Leds av postdoktorn Maria Charisi, ett team av internationella forskare känt som NANOGrav-samarbetet har skapat en katalog med 45, 000 galaxer för att upptäcka gravitationsvågor skapade av par av svarta hål som kallas binärer. Med hjälp av pulsarer – himlens mest exakta klockor – kallades en detektor för galaktisk skala en pulsartimingarray och infraröd data från hela himlen, Charisi använde katalogen för att mata in hypotetiska binärer för att mäta skillnader i massorna av de två svarta hålen eller deras avstånd från varandra inom en galax. "Eftersom vi inte har hittat gravitationsvågor med pulsar timing arrays ännu, vi kan leka med våra binära parametrar och en rad gravitationsvågfrekvenser för att hitta gränserna för storleken på svarta håls binärer i specifika galaxer, sa Charisi.

Från detta arbete, astrofysiker kan utesluta förekomsten av vissa typer av binärer i flera närliggande galaxer. Inom vår egen galax, forskare vet att det finns ett centralt supermassivt svart hål, men inte om det finns en mindre följeslagare som bildar en binär. Även om pulsar timing arrayer inte kan begränsa en binär i vår Vintergatan, experimentet är så känsligt att dessa gränser liknar gränserna i vår egen galax som erhållits med andra metoder.

Detta är första gången som pulsar timing array-data har utforskats med den medföljande galaxkatalogen. Genom att beräkna gränserna för svarta håls binärer i närliggande galaxer, Charisi, Stephen Taylor, biträdande professor i fysik och astronomi, och deras internationella kollegor förbereder sig för en tidsålder av multibudbärarastronomi. När svarta håls binärer interagerar tillsammans och i sin galaktiska miljö som består av gas och stjärnor, forskare kommer att kunna tolka multibudbärarsignaler fulla av rik information om galaxernas sammansättning och beteende. "Vi har aldrig sett ett svart hål binärt förut, så vi vet väldigt lite just nu, ", sa Taylor. "Det finns mycket teoretisk debatt om hur en binär utvecklas, och att se en kommer att bli Rosetta-stenen på vårt fält. Vi förbereder oss för detta ögonblick."

När experimentet blir känsligare med fler observationer, Charisi och Taylor förväntar sig att undersöka fler galaxer, tittar på scenarier från ännu större urval. I slutändan med dessa data och vid den första upptäckten av gravitationsvågor, forskare kommer att kunna peka ut galaxen från vilken signalerna kom.