Kettő egyesülése fekete lyukak három szakasza van: inspirációs, összeolvadási és lecsengési fázis. Jellegzetes gravitációs hullámok minden fázisban kibocsátódnak. Az utolsó lecsengési fázis nagyon rövid, és információkat kódol a végső tulajdonságairól fekete lyuk. Adatok újraelemzése binárisból fekete lyuk A GW190521 egyesülési esemény első ízben szolgáltatott bizonyítékot az egyesülés jellegzetes utórengésére két különálló halvány csengetési frekvencia formájában, amelyet a létrejövő egyetlen fekete lyuk ahogy stabil szimmetrikus formára telepedett. Ez a többszörös gravitációs hullám frekvenciájának első észlelése a csengési szakaszban. Csakúgy, mint egy csengő "megszólal" egy ideig, miután elakadt, az így létrejövő kislemez eltorzul fekete lyuk az összeolvadás után alakult ki, egy ideig halványan „gyűrűzik”. gravitációs hullámok szimmetrikus stabil forma elérése előtt. És éppen a harang alakja határozza meg, hogy milyen frekvencián szólal meg a harang, hasonlóan a szőrtelen tételhez hasonlóan a harang tömege és spinje is. fekete lyuk meghatározza a csengetési frekvenciákat. Ezért ez a fejlesztés megnyitja az utat a lecsengési frekvenciák használatához a végső tulajdonságok tanulmányozására fekete lyuk.
Fekete lyukak masszív tárgyak rendkívül erős gravitációs mezőkkel. Amikor kettő keringés fekete lyukak spirálisan körbefutják egymást, és végül egyesülnek, a szövet hely-az idő körülöttük felborul, ami hullámzást okoz gravitációs hullámok kifelé sugárzó. 2015 szeptembere óta, amikor a gravitációs hullám csillagászat elkezdődött a LIGO első észlelésével. gravitációs hullámok kettő egyesülésével jött létre fekete lyukak 1.3 milliárd fényévre, összeolvad fekete lyukak ma már rutinszerűen szinte hetente egyszer észlelik.
Egyesülése fekete lyukak három fázisa van. Amikor a kettő fekete lyukak szélesen elkülönülnek egymástól, lassan pálya gyengén bocsátják ki egymást gravitációs hullámok. A bináris fokozatosan egyre kisebbre költözik pályák mivel a rendszer energiája elvész formájában gravitációs hullámok. Ez inspirációs fázis az összeolvadásról. A következő az egyesülési szakasz amikor a kettő fekete lyukak elég közel kerülni ahhoz, hogy egyesüljenek, hogy szinglit alkossanak fekete lyuk torz alakú. Ebben a szakaszban a legerősebb gravitációs hullámokat (GW) bocsátják ki, amelyeket a gravitációs hullámok megfigyelőközpontjai ma már rutinszerűen észlelnek és rögzítenek.
Az egyesülési szakaszt egy nagyon rövid szakasz követi, ún ringdown szakasz ahol a kapott egyes torz fekete lyuk gyorsan eléri a stabilabb gömb vagy gömb alakú formát. Gravitációs hullámok A lecsengési fázisban kibocsátott GW-k csillapítottak és sokkal halványabbak, mint az egyesülési fázisban kibocsátott GW-k. Ahogy egy csengő "megszólal" egy ideig, miután elakadt, az eredményül kapott kislemez fekete lyuk "gyűrűk" egy ideig sokkal halványabban bocsátanak ki gravitációs hullámok szimmetrikus stabil forma elérése előtt.
A halvány többszörös csengetési frekvenciák gravitációs hullámok a két cég egyesülésének legyűrűzési szakaszában jelent meg fekete lyukak eddig észrevétlenek voltak.
Egy kutatócsoport a közelmúltban sikeres volt több gravitációs hullám frekvenciájának kimutatásában a bináris lecsengési szakaszban. fekete lyuk egyesülési esemény GW190521. Egyedi elhalványuló hangokat kerestek a csengetési frekvenciákban anélkül, hogy figyelembe vették volna a frekvenciákkal és a csillapítási időkkel való összefüggést, és sikeresen azonosítottak két módot, amelyek az eredő deformációt jelentik. fekete lyuk legalább két frekvenciát bocsátott ki az egyesülés után. Ezt Einstein általános relativitáselmélete jósolta meg, így az eredmény megerősíti az elméletet. Ezenkívül a kutatók összehasonlították az egyesülési eseményben talált két csengetési mód frekvenciáját és csillapítási idejét, hogy teszteljék a „nem hajszál” tételt (ami fekete lyukak teljes mértékben a tömeg és a forgás jellemzi, és nincs szükség más „szőrre” a jellemzőinek leírására), és nem találtak semmit az általános relativitáselméleten túl.
Ez mérföldkő, mert széles körben úgy gondolták, hogy a többszörös lecsengési frekvenciák megfigyelése nem lesz lehetséges, mielőtt a jövőben elérhetővé válnak a következő generációs gravitációs hullámdetektorok.
***
Források:
- Capano, CD et al. 2023. Multimódusú kvázinormális spektrum egy zavart fekete lyukból. Fizikai áttekintő levelek. Vol. 131, 22. szám, 1. december 2023. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402
- Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), 2023. Hírek – Kinek gyűrűzik a fekete lyuk. Elérhető https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160
***
