Muunganisho wa wawili mashimo meusi ina hatua tatu: msukumo, muunganisho na awamu za kushuka. Tabia mawimbi ya mvuto hutolewa katika kila awamu. Awamu ya mwisho ya kushuka ni fupi sana na husimba habari kuhusu sifa za mwisho nyeusi shimo. Uchambuzi upya wa data kutoka kwa mfumo wa jozi nyeusi shimo tukio la kuunganishwa GW190521 imetoa, kwa mara ya kwanza, ushahidi wa saini za mitetemo ya baada ya kuunganishwa kwa njia ya masafa mawili tofauti hafifu ya mteremko yaliyotolewa na moja iliyosababisha. nyeusi shimo ilipotua kwa umbo thabiti wa ulinganifu. Huu ni ugunduzi wa kwanza wa masafa mengi ya mawimbi ya mvuto katika hatua ya kushuka. Kama vile kengele 'inalia' kwa muda baada ya kukwama, sauti iliyosababishwa ilipotoshwa nyeusi shimo iliundwa baada ya 'pete' za kuunganishwa kwa muda ikitoa hafifu mawimbi ya mvuto kabla ya kufikia fomu thabiti ya ulinganifu. Na, jinsi tu umbo la kengele huamua masafa mahususi ambayo kengele hulia, vile vile, kulingana na nadharia ya kutokuwa na nywele, uzito na mzunguko wa kengele. nyeusi shimo kuamua masafa ya kushuka. Kwa hivyo, ukuzaji huu unafungua njia ya matumizi ya masafa ya kushuka kusoma sifa za mwisho nyeusi shimo.
Mashimo meusi ni vitu vikubwa vilivyo na nyuga zenye nguvu za uvutano. Wakati mbili kuzunguka mashimo meusi ond karibu kila mmoja na hatimaye coalesce, kitambaa cha nafasi- Nyakati zinazowazunguka huchanganyikiwa na kusababisha mawimbi mawimbi ya mvuto kuangaza nje. Tangu Septemba 2015 wakati unajimu wa mawimbi ya mvuto ulipoanza na ugunduzi wa kwanza wa LIGO mawimbi ya mvuto yanayotokana na kuunganishwa kwa mbili mashimo meusi Umbali wa miaka ya mwanga bilioni 1.3, ikiunganishwa mashimo meusi sasa hugunduliwa mara kwa mara karibu mara moja kila wiki.
Kuunganishwa kwa mashimo meusi ina awamu tatu. Wakati wawili mashimo meusi wametenganishwa sana, polepole obiti kila mmoja akitoa dhaifu mawimbi ya mvuto. Binary hatua kwa hatua huenda kwa ndogo na ndogo njia kwani nishati ya mfumo inapotea katika mfumo wa mawimbi ya mvuto. Hii ni awamu ya msukumo ya mshikamano. Inayofuata ni awamu ya kuunganisha wakati wawili hao mashimo meusi karibu vya kutosha ili kuungana kuunda moja nyeusi shimo na sura iliyopotoka. Mawimbi yenye nguvu zaidi ya uvutano (GWs) hutolewa katika hatua hii ambayo sasa yanatambuliwa mara kwa mara na kurekodiwa na uchunguzi wa mawimbi ya mvuto.
Awamu ya kuunganisha inafuatwa na hatua fupi sana inayoitwa hatua ya kushuka ambapo moja iliyosababisha ilipotoshwa nyeusi shimo haraka hufikia fomu thabiti zaidi ya spherical au spheroidal. Mawimbi ya mvuto zinazotolewa katika awamu ya ringdown ni damped na hafifu zaidi kuliko GWs iliyotolewa katika awamu ya kuunganisha. Kama vile kengele 'inalia' kwa muda baada ya kukwama, wimbo unaotokana nyeusi shimo 'pete' kwa muda ikitoa hafifu zaidi mawimbi ya mvuto kabla ya kufikia fomu thabiti ya ulinganifu.
Marudio hafifu ya mteremko mengi ya mawimbi ya mvuto iliyotolewa wakati wa awamu ya muunganisho wa mbili mashimo meusi hawajatambuliwa hadi sasa.
Timu ya watafiti imefaulu hivi majuzi katika kugundua masafa mengi ya mawimbi ya mvuto katika hatua ya kushuka kwa mfumo wa jozi. nyeusi shimo tukio la kuunganisha GW190521. Walitafuta tani za kufifia za kibinafsi katika masafa ya kushuka bila kuzingatia uhusiano wowote na masafa na nyakati za unyevu na walifaulu katika kutambua njia mbili zinazoashiria ulemavu uliosababisha. nyeusi shimo ilitoa angalau masafa mawili baada ya kuunganishwa. Hii ilitabiriwa na uhusiano wa jumla wa Einstein kwa hivyo matokeo yanathibitisha nadharia. Zaidi ya hayo, watafiti walilinganisha masafa na nyakati za unyevu za njia mbili za kushuka zilizopatikana katika tukio la kuunganisha ili kujaribu "nadharia isiyo na nywele" (hiyo mashimo meusi ni sifa kabisa kwa wingi na spin na hakuna "nywele" nyingine inahitajika kuelezea sifa zake) na hawakupata chochote zaidi ya uhusiano wa jumla.
Hili ni tukio muhimu kwa sababu ilifikiriwa sana kuwa uchunguzi wa masafa mengi ya mteremko haungewezekana kabla ya vigunduzi vya mawimbi ya uvutano ya kizazi kijacho kupatikana katika siku zijazo.
***
Vyanzo:
- Kapano, CD et al. 2023. Multimode Quasinormal Spectrum kutoka kwa Shimo Jeusi Lililotikiswa. Barua za Mapitio ya Kimwili. Vol. 131, Toleo la 22. 1 Desemba 2023. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402
- Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik(Albert-Einstein-Institut), 2023. Habari - Ambao shimo jeusi linasikika. Inapatikana kwa https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160
***
