Samesmelting van twee swart gate het drie fases: inspirasie-, samesmeltings- en afskakelfases. Eienskap gravitasiegolwe word in elke fase vrygestel. Die laaste aflaaifase is baie kort en kodeer inligting oor eienskappe van finaal swart gat. Heranalise van data van binêre swart gat samesmeltingsgeleentheid GW190521 het vir die eerste keer bewys gelewer van kenmerkende naskokke van die samesmelting in die vorm van twee afsonderlike dowwe afskakelfrekwensies wat deur die gevolglike enkelsnit swart gat aangesien dit tot 'n stabiele simmetriese vorm gevestig het. Dit is die eerste opsporing van veelvuldige gravitasiegolffrekwensies in die afskakelstadium. Net soos 'n klok vir 'n geruime tyd 'lui' nadat dit vasgesit het, het die gevolglike enkelsnit vervorm swart gat gevorm na die samesmelting 'ring' vir 'n geruime tyd flou uitstraal gravitasiegolwe voordat simmetriese stabiele vorm verkry word. En net die manier waarop die klok se vorm bepaal die spesifieke frekwensies waarmee die klok lui, insgelyks, volgens geen-haarstelling, massa en spin van die swart gat bepaal aflaaifrekwensies. Gevolglik baan hierdie ontwikkeling die weg vir die gebruik van aftrekfrekwensies om eienskappe van finaal te bestudeer swart gat.
Swart gate is massiewe voorwerpe met uiters sterk gravitasievelde. Wanneer twee wentel swart gate spiraal om mekaar en uiteindelik saamsmelt, die weefsel van ruimte-tye rondom hulle word versteur wat rimpelings van skep gravitasiegolwe na buite uitstraal. Sedert September 2015 toe gravitasiegolf-astronomie begin het met LIGO se eerste opsporing van gravitasiegolwe gegenereer deur samesmelting van twee swart gate 1.3 miljard ligjare weg, saamsmelt swart gate word nou gereeld byna een keer per week opgespoor.
Die samesmelting van swart gate het drie fases. Wanneer die twee swart gate is wyd geskei, hulle stadig baan mekaar swak uitstraal gravitasiegolwe. Die binêre beweeg geleidelik na kleiner en kleiner wentelbane as die energie van die sisteem verlore gaan in die vorm van gravitasiegolwe. Dit is ' inspirerende fase van samesmelting. Die volgende is samesmeltingsfase wanneer die twee swart gate kom naby genoeg om saam te smelt om 'n enkeling te vorm swart gat met verwronge vorm. Die sterkste gravitasiegolwe (GW's) word op hierdie stadium uitgestraal wat nou gereeld deur gravitasiegolf-sterrewagte opgespoor en aangeteken word.
Die samesmeltingsfase word gevolg deur 'n baie kort stadium genoem ringdown stadium waarin die gevolglike enkele vervorm word swart gat vinniger bereik meer stabiele sferiese of sferoïdale vorm. Gravitasiegolwe wat in die afkoelfase vrygestel word, is gedemp en baie dowwer as die GW's wat in die samesmeltingsfase vrygestel word. Net soos 'n klok vir 'n geruime tyd 'lui' nadat dit vas is, is die gevolglike enkelsnit swart gat 'ring' vir 'n geruime tyd baie dowwer uitstraal gravitasiegolwe voordat simmetriese stabiele vorm verkry word.
Die dowwe veelvuldige afbelfrekwensies van gravitasiegolwe vrygestel tydens die afskakelfase van samesmelting van twee swart gate was tot dusver nie opgemerk nie.
'n Navorsingspan was onlangs suksesvol in die opsporing van veelvuldige gravitasiegolffrekwensies in die afskakelstadium van binêre swart gat samesmeltingsgeleentheid GW190521. Hulle het gesoek na individuele vervaagtone in die aflaaifrekwensies sonder om enige verband met frekwensies en demptye in ag te neem en was suksesvol met die identifisering van twee modusse wat die gevolglike misvormde impliseer. swart gat het ten minste twee frekwensies na die samesmelting vrygestel. Dit is voorspel deur Einstein se algemene relatiwiteit, daarom bevestig die resultaat die teorie. Verder het navorsers die frekwensies en demptye van die twee aflaai-modusse wat in die samesmeltingsgebeurtenis gevind is, vergelyk om die "geen-haarstelling" te toets (dit swart gate word heeltemal gekenmerk deur massa en spin en geen ander "hare" is nodig om die kenmerke daarvan te beskryf nie) en het niks verder as algemene relatiwiteit gevind nie.
Dit is 'n mylpaal omdat daar wyd gedink is dat waarneming van veelvuldige aflaaifrekwensies nie moontlik sal wees voordat die volgende generasie gravitasiegolfdetektors in die toekoms beskikbaar word nie.
***
Bronne:
- Capano, CD et al. 2023. Multimode kwasinormale spektrum van 'n versteurde swart gat. Fisiese Hersieningsbriewe. Vol. 131, uitgawe 22. 1 Desember 2023. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402
- Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik(Albert-Einstein-Institut), 2023. Nuus – Vir wie die swartgat lui. Beskikbaar by https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160
***
