Bashkimi i dy vrimat e zeza ka tre faza: fazat e frymëzimit, të bashkimit dhe të mbylljes. Karakteristike valët gravitacionale emetohen në çdo fazë. Faza e fundit e mbylljes është shumë e shkurtër dhe kodon informacione rreth vetive të finales vrimë e zezë. Rianaliza e të dhënave nga binare vrimë e zezë ngjarja e bashkimit GW190521 ka siguruar, për herë të parë, prova të pasgoditjeve të nënshkrimit të bashkimit në formën e dy frekuencave të veçanta të zbehta të zbehta të prodhuara nga e vetmja që rezulton vrimë e zezë ndërsa u vendos në një formë simetrike të qëndrueshme. Ky është zbulimi i parë i frekuencave të shumëfishta të valëve gravitacionale në fazën e rënies. Ashtu si një zile 'bie' për ca kohë pasi është ngecur, singulli që rezulton është shtrembëruar vrimë e zezë formuar pas bashkimit 'unaza' për disa kohë duke lëshuar të fikët valët gravitacionale përpara se të arrihet forma e qëndrueshme simetrike. Dhe, vetëm mënyra se si forma e ziles përcakton frekuencat specifike me të cilat bie zilja, në mënyrë të ngjashme, sipas teoremës pa qime, masës dhe rrotullimit të vrimë e zezë përcaktimi i frekuencave të ringarkimit. Prandaj, ky zhvillim hap rrugën për përdorimin e frekuencave të ringjalljes për të studiuar vetitë e finales vrimë e zezë.
Vrima të zeza janë objekte masive me fusha gravitacionale jashtëzakonisht të forta. Kur dy orbital vrimat e zeza spirale rreth njëri-tjetrit dhe përfundimisht bashkohen, pëlhura e hapësirë-kohët rreth tyre janë të shqetësuara që krijon valëzime të valët gravitacionale rrezaton nga jashtë. Që nga shtatori 2015 kur filloi astronomia me valë gravitacionale me zbulimin e parë të LIGO të valët gravitacionale gjeneruar nga bashkimi i dy vrimat e zeza 1.3 miliardë vite dritë larg, duke u bashkuar vrimat e zeza tani zbulohen në mënyrë rutinore pothuajse një herë në javë.
Bashkimi i vrimat e zeza ka tre faza. Kur të dy vrimat e zeza janë të ndara gjerësisht, ato ngadalë orbitë njëri-tjetrin duke emetuar të dobët valët gravitacionale. Binar gradualisht lëviz drejt e më i vogël orbitat pasi energjia e sistemit humbet në formën e valët gravitacionale. Kjo është faza frymëzuese të bashkimit. Tjetra është faza e bashkimit kur të dy vrimat e zeza afrohuni mjaftueshëm për t'u bashkuar për të formuar një të vetme vrimë e zezë me formë të shtrembëruar. Valët gravitacionale më të forta (GW) emetohen në këtë fazë të cilat tani zbulohen dhe regjistrohen në mënyrë rutinore nga observatorët e valëve gravitacionale.
Faza e bashkimit pasohet nga një fazë shumë e shkurtër e quajtur ringdown fazë ku e vetme rezultuar e shtrembëruar vrimë e zezë shpejt arrin formë më të qëndrueshme sferike ose sferoide. Valët gravitacionale të emetuara në fazën e uljes janë të amortizuara dhe shumë më të zbehta se GW-të e lëshuara në fazën e bashkimit. Ashtu si një zile 'bie' për ca kohë pasi ka ngecur, rezulton single vrimë e zezë 'unaza' për disa kohë duke lëshuar shumë më të zbehta valët gravitacionale përpara se të arrihet forma e qëndrueshme simetrike.
Frekuencat e zbehta të shumëfishta të ziles së valët gravitacionale lëshuar gjatë fazës së bashkimit të dy vrimat e zeza ishin të pazbuluar deri më tani.
Një ekip hulumtues kohët e fundit ka qenë i suksesshëm në zbulimin e frekuencave të shumëfishta të valëve gravitacionale në fazën e uljes së binarit vrimë e zezë ngjarja e bashkimit GW190521. Ata kërkuan për tone individuale të zbehjes në frekuencat e ziles pa marrë parasysh ndonjë lidhje me frekuencat dhe kohën e amortizimit dhe ishin të suksesshëm në identifikimin e dy mënyrave që nënkuptonin deformimin që rezulton. vrimë e zezë emetuar të paktën dy frekuenca pas bashkimit. Kjo u parashikua nga relativiteti i përgjithshëm i Ajnshtajnit, prandaj rezultati konfirmon teorinë. Më tej, studiuesit krahasuan frekuencat dhe kohët e amortizimit të dy mënyrave të rrahjes të gjetura në ngjarjen e bashkimit për të testuar "teoremën pa qime" (që vrimat e zeza karakterizohen plotësisht nga masa dhe tjerrja dhe nuk nevojitet asnjë "flokë" tjetër për të përshkruar tiparet e tij) dhe nuk gjeti asgjë përtej relativitetit të përgjithshëm.
Ky është një moment historik, sepse mendohej gjerësisht se vëzhgimi i frekuencave të shumëfishta të rrotullimit nuk do të ishte i mundur përpara se detektorët e valëve gravitacionale të gjeneratës së ardhshme të bëhen të disponueshme në të ardhmen.
***
Burimet:
- Capano, CD et al. 2023. Spektri kuazinormal shumëmodësh nga një vrimë e zezë e trazuar. Letrat e rishikimit fizik. Vëll. 131, Issue 22. 1 Dhjetor 2023. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402
- Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik(Albert-Einstein-Institut), 2023. Lajme – Për kë bie unaza vrima e zezë. Në dispozicion në https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160
***
