För bara några år sedan, forskare världen över firade när de första gravitationsvågorna någonsin upptäcktes-bekräftade en länge vetenskaplig teori och öppnade upp ett helt nytt forskningsfält.

Nu, det internationella forskarteamet som ansvarar för att upptäcka gravitationsvågor har meddelat ytterligare 39 gravitationsvågor, vilket bringar det totala antalet bekräftade upptäckter till 50.

Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) och Virgo Collaborations, som inkluderar forskare från University of Portsmouth, har idag publicerat en serie artiklar som registrerar händelser inklusive sammanslagningar av binära svarta hål, binära neutronstjärnor och, eventuellt, neutronstjärna-svarta hål.

Dessa händelser registrerades under de första sex månaderna av LIGO- och Virgo-detektorernas tredje observationskörning.

Dr Andrew Williamson, från University of Portsmouths Institute of Cosmology and Gravitation, sa:"Denna nya katalog över upptäckter inkluderar 39 nya gravitationsvåghändelser observerade mellan 1 april och 1 oktober 2019. Det är mer än en upptäckt per vecka.

"De flesta av dessa producerades genom att slå samman par av svarta hål, men det inkluderar också den andra upptäckten någonsin av ett kolliderande par neutronstjärnor, och möjligen den första upptäckten av ett par av svart hål och neutronstjärnor som smälter samman. Neutronstjärnor är de extremt täta resterna av döda stjärnor, väger mer än vår sol men krossas till något lika stor som en stad, mindre än 15 mil över.

"Kombinerat med 11 upptäckter som gjordes före 2019, vi har nu upptäckt 50 gravitationsvågshändelser, med många fler som säkert kommer. Vi har nu tillräckligt många händelser för att vi verkligen kan börja svara på frågor som:"hur vanligt är det att slå samman par av svarta hål?" och "hur ser befolkningen av svarta hål ut?"

Brittiska forskare har designat och byggt instrumentering för LIGO-detektorerna, som är baserade i USA, och har bidragit till analysen och tolkningen av data som samlats in under de tre observationskörningarna. Storbritanniens bidrag till samarbetena finansieras av Science and Technology Facilities Council.

Med detta nya, utökad katalog över upptäckter, forskare förses med en mängd svarta hålsdata för att noggrant testa Einsteins allmänna relativitetsteori och ge ny insikt om hur svarta hål och neutronstjärnor kommer till.

Forskare vid Portsmouth hade en ledande roll i planering, bygga och driva en av huvudanalyserna som upptäckte gravitationsvågorna som ingår i denna katalog och Ph.D. studerande, Simone Mozzon, tillbringade tre månader med att arbeta på en av LIGO-detektorerna i Louisiana under dessa observationer.

Simone sa:"Jag hade turen att arbeta på LIGO i Livingston i slutet av 2019 där min roll var att minska påverkan från externa bruskällor på gravitationsvågdata. LIGO-detektorer är extremt komplexa och känsliga, och varje komponent måste isoleras från externa bullerstörningar som markrörelse på grund av jordbävningar, havsvågor och till och med människor som går och pratar."

De nya observationerna inkluderar binära svarta hål som sträcker sig från ungefär fem gånger solens massa i ena änden av skalan, ända upp till 85 gånger solens massa. Överst på denna skala, de största svarta hålen är mycket mer massiva än man tidigare trodde fanns. I en annan observation, ett svart hål sågs smälta ihop med ett föremål 2,6 gånger solens massa. Om objektet var ett svart hål, det skulle ha varit lättare än man trodde var möjligt. Alternativt, det kan ha varit den största neutronstjärnan som någonsin observerats. Nu, astrofysiker kommer att leta för att ta reda på hur och var i universum de system som hittats av LIGO och Jungfrun bildades.

Dr Williamson sa:"Dessa upptäckter utmanar verkligen vad vi trodde att vi visste om hur dessa par av svarta hål bildas. Under de kommande åren förväntar vi oss att upptäcka gravitationsvågor från rymden allt oftare, så att vi kan reda ut dessa mysterier. Och det kan mycket väl finnas fler överraskningar på gång."