ОГЛАС

Спојување на црна дупка: прво откривање на повеќекратни фреквенции на ѕвонење   

Спојувањето на две црни дупки има три фази: инспирација, спојување и фази на заокружување. Во секоја фаза се емитуваат карактеристични гравитациски бранови. Последната фаза на враќање е многу кратка и шифрира информации за својствата на последната црна дупка. Повторната анализа на податоците од настанот за спојување на бинарни црни дупки GW190521 обезбеди, за прв пат, доказ за потписни последователни потреси од спојувањето во форма на две одделни слаби фреквенции произведени од добиената единствена црна дупка додека се смирувала во стабилна симетрична форма . Ова е прво откривање на повеќекратни фреквенции на гравитациони бранови во фазата на ѕвонење. Исто како што ѕвоното „ѕвони“ некое време откако ќе се заглави, добиената единечна искривена црна дупка се формирала по спојувањето „ѕвони“ некое време и емитувајќи слаби гравитациски бранови пред да постигне симетрична стабилна форма. И, токму начинот на кој обликот на ѕвоното ги одредува специфичните фреквенции со кои ѕвонењето, слично, според теоремата без влакна, масата и вртењето на црната дупка ги одредуваат фреквенциите на ѕвонење. Оттука, овој развој го отвора патот за употреба на фреквенции на ѕвонење за проучување на својствата на конечната црна дупка.  

Црните дупки се масивни објекти со исклучително силни гравитациони полиња. Кога две орбитирачки црни дупки се вртат една околу друга и на крајот се спојуваат, ткаенината на простор-времето околу нив се нарушува што создава бранови од гравитациски бранови кои зрачат нанадвор. Од септември 2015 година, кога астрономијата со гравитациони бранови започна со првото детектирање на гравитационите бранови од LIGO генерирани од спојување на две црни дупки оддалечени 1.3 милијарди светлосни години од нас, спојувањето на црните дупки сега рутински се открива речиси еднаш неделно.   

Спојувањето на црни дупки има три фази. Кога двете црни дупки се широко разделени, тие полека орбитираат една околу друга испуштајќи слаби гравитациски бранови. Бинарното поле постепено се движи кон помали и помали орбити бидејќи енергијата на системот се губи во форма на гравитациски бранови. Ова е инспиративна фаза на соединување. Следниот е фаза на спојување кога двете црни дупки ќе се приближат доволно за да се спојат за да формираат една црна дупка со искривена форма. Во оваа фаза се емитуваат најсилните гравитациски бранови (GW), кои сега рутински се детектираат и снимаат од опсерваториите со гравитациони бранови.  

По фазата на спојување следи многу кратка фаза наречена ringdown фаза при што добиената единечна искривена црна дупка брзо постигнува постабилна сферична или сфероидна форма. Гравитациски бранови емитирани во фазата на ringdown се амортизирани и многу побледи од GW кои се ослободуваат во фазата на спојување. Исто како што ѕвончето „ѕвони“ некое време откако ќе се заглави, така и добиената единствена црна дупка „ѕвони“ некое време испуштајќи многу послаби гравитациски бранови пред да постигне симетрична стабилна форма.  

Досега не беа откриени слабите повеќекратни фреквенции на гравитациони бранови ослободени за време на фазата на паѓање на спојување на две црни дупки.  

Истражувачки тим неодамна беше успешен во детектирање на повеќе фреквенции на гравитациони бранови во фазата на враќање на настанот за спојување на бинарни црни дупки GW190521. Тие бараа поединечни избледени тонови во фреквенциите на ѕвонење без да земат предвид каква било врска со фреквенциите и времињата на придушување и беа успешни во идентификувањето на два режима што имплицираа на добиената деформирана црна дупка емитувана најмалку две фреквенции по спојувањето. Ова беше предвидено од општата релативност на Ајнштајн, па затоа резултатот ја потврдува теоријата. Понатаму, истражувачите ги споредија фреквенциите и времињата на придушување на двата режима на ѕвонење пронајдени во настанот на спојување за да ја тестираат „теоремата без влакна“ (дека црните дупки целосно се карактеризираат со маса и вртење и не е потребна друга „влакна“ за да се опише нејзината карактеристики) и не најде ништо надвор од општата релативност.  

Ова е пресвртница бидејќи нашироко се сметаше дека набљудувањето на повеќе фреквенции на ѕвонење нема да биде возможно пред следната генерација детектори со гравитациски бранови да станат достапни во иднина.  

 *** 
 

Извори:   

  1. Капано, ЦД и сор. 2023. Мултимоден квазинормален спектар од вознемирена црна дупка. Писма за физички преглед. Vol. 131, број 22. 1 декември 2023 година. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402  
  2. Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik (Институт Алберт-Ајнштајн), 2023 година. Вести – За кого ѕвони црната дупка. Достапно на https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160 

*** 

Умеш Прасад
Умеш Прасад
Научен новинар | Основач уредник, научно европско списание

Претплатете се на нашиот билтен

Да се ​​ажурираат со сите најнови вести, понуди и специјални објави.

Најпопуларни членовите

Нивото на морето долж брегот на САД ќе се зголеми за околу 25-30 см до 2050 година

Нивото на морето долж бреговите на САД ќе се зголеми за околу 25...

Оптички комуникации во длабоката вселена (DSOC): НАСА тестира ласер  

Комуникацијата во длабоката вселена базирана на радио фреквенција се соочува со ограничувања поради ...

Употреба на генетски модифицирани (ГМ) комарци за искоренување на болести што ги пренесуваат комарците

Во обид да се контролираат болестите што ги пренесуваат комарците,...
- Реклама -
94,909ФановиДопаѓа
47,779СледбенициСледете
1,772СледбенициСледете
30ПретплатнициЗачленете се