Dviejų susijungimas Juodosios skylės turi tris etapus: įkvėpimo, susijungimo ir susijungimo fazes. Charakteristika gravitacinės bangos išskiriami kiekvienoje fazėje. Paskutinė skambėjimo fazė yra labai trumpa ir užkoduota informacija apie galutinio produkto savybes Juodoji skylė. Duomenų iš dvejetainių duomenų pakartotinė analizė Juodoji skylė susijungimo įvykis GW190521 pirmą kartą pateikė įrodymus, kad po susijungimo įvyko potraukis dviem atskiriems silpniems skambėjimo dažniams, kuriuos sukuria vienas Juodoji skylė kaip nusistovėjo iki stabilios simetriškos formos. Tai pirmasis daugelio gravitacinių bangų dažnių aptikimas žiedavimo stadijoje. Lygiai taip pat, kaip skambutis kurį laiką po įstrigimo, gautas singlas išsikraipo Juodoji skylė susidarė po susijungimo kurį laiką „skamba“ skleidžiant silpną gravitacinės bangos prieš pasiekiant simetrišką stabilią formą. Ir tik varpo forma lemia konkrečius dažnius, kuriais varpas skamba, panašiai, kaip pagal neplauko teoremą, masę ir sukimąsi. Juodoji skylė nustatyti skambėjimo dažnius. Taigi, ši plėtra atveria kelią skambėjimo dažnių naudojimui galutinių savybių tyrimams Juodoji skylė.
Juodosios skylės yra masyvūs objektai su itin stipriais gravitaciniais laukais. Kai du orbitoje Juodosios skylės spirale vienas kitą ir galiausiai susilieja, audinys erdvė- laikas aplink juos yra sutrikdytas, kuris sukuria bangavimą gravitacinės bangos spinduliuojantis į išorę. Nuo 2015 m. rugsėjo mėn., kai prasidėjo gravitacinių bangų astronomija, kai LIGO pirmą kartą aptiko gravitacinės bangos susijungus dviem Juodosios skylės 1.3 milijardo šviesmečių, susilieja Juodosios skylės dabar reguliariai aptinkami beveik kartą per savaitę.
Susijungimas Juodosios skylės turi tris fazes. Kai du Juodosios skylės yra plačiai atskirti, jie lėtai orbita vienas kitą skleidžia silpnai gravitacinės bangos. Dvejetainė palaipsniui pereina į mažesnę ir mažesnę orbitos nes sistemos energija prarandama forma gravitacinės bangos, Tai yra įkvėpimo fazė susiliejimo. Kitas yra susijungimo fazė kai du Juodosios skylės pakankamai arti, kad susijungtų, kad susidarytų viena Juodoji skylė su iškreipta forma. Šiame etape skleidžiamos stipriausios gravitacinės bangos (GW), kurias dabar reguliariai aptinka ir registruoja gravitacinių bangų observatorijos.
Po susijungimo fazės seka labai trumpas etapas, vadinamas skambėjimo etapas kur gautas vienas iškraipytas Juodoji skylė greitai pasiekia stabilesnę sferinę arba sferoidinę formą. Gravitacinės bangos skleidžiami žiedo mažinimo fazėje yra slopinami ir daug silpnesni nei GW, išleisti susijungimo fazėje. Lygiai taip pat, kaip kurį laiką „skamba“ varpas po įstrigimo, gaunamas singlas Juodoji skylė „žiedai“ kurį laiką sklinda daug silpniau gravitacinės bangos prieš pasiekiant simetrišką stabilią formą.
Silpni daugybiniai skambėjimo dažniai gravitacinės bangos išleistas dviejų įmonių susijungimo nutraukimo etape Juodosios skylės iki šiol buvo nepastebėti.
Neseniai mokslininkų komandai pavyko aptikti daugybę gravitacinių bangų dažnių dvejetainių formų žiedavimo stadijoje. Juodoji skylė susijungimo įvykis GW190521. Jie ieškojo atskirų gęstančių tonų skambėjimo dažniuose, neatsižvelgdami į jokį ryšį su dažniais ir slopinimo laiku, ir sėkmingai nustatė du režimus, reiškiančius deformaciją. Juodoji skylė po susijungimo skleidė bent du dažnius. Tai numatė Einšteino bendroji reliatyvumo teorija, todėl rezultatas patvirtina teoriją. Be to, tyrėjai palygino dviejų susijungimo įvykyje aptiktų skambėjimo slopinimo režimų dažnius ir slopinimo laikus, kad patikrintų „neplaukų teoremą“ (tai Juodosios skylės yra visiškai būdinga masė ir sukimasis ir jo ypatumams apibūdinti nereikia jokių kitų „plaukų“) ir nerado nieko, išskyrus bendrąjį reliatyvumą.
Tai svarbus įvykis, nes buvo plačiai manoma, kad nebus įmanoma stebėti kelių skambėjimo dažnių, kol ateityje nebus prieinami naujos kartos gravitacinių bangų detektoriai.
***
Šaltiniai:
- Capano, CD et al. 2023. Daugiamodis kvazinormalus spektras iš sutrikusios juodosios skylės. Fizinės apžvalgos laiškai. t. 131, 22 leidimas. 1 m. gruodžio 2023 d. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402
- Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut), 2023. Naujienos – Kam skamba juodoji skylė. Galimas adresu https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160
***
