Слияние двух черных дыр имеет три стадии: фазу вдохновения, слияния и фазы звонка. Характеристика гравитационные волны излучаются на каждой фазе. Последняя фаза звонка очень короткая и содержит информацию о свойствах конечного сигнала. черная дыра. Реанализ данных из двоичного файла черная дыра Событие слияния GW190521 впервые предоставило свидетельства характерных последствий слияния в виде двух отдельных слабых частот звонка, возникающих в результате одного черная дыра когда он принял устойчивую симметричную форму. Это первое обнаружение нескольких частот гравитационных волн на стадии звонка. Точно так же, как колокол «звенит» в течение некоторого времени после того, как его застряли, полученный сингл искажается. черная дыра образовавшиеся после слияния некоторое время «звенят», излучая слабые гравитационные волны до достижения симметричной устойчивой формы. И точно так же, как форма колокола определяет конкретные частоты, с которыми он звонит, аналогично, согласно теореме об отсутствии волос, масса и вращение колокола черная дыра определить частоту звонков. Таким образом, эта разработка открывает путь к использованию частот вызывной сигнализации для изучения свойств окончательных сигналов. черная дыра.
Черные дыры представляют собой массивные объекты с чрезвычайно сильными гравитационными полями. Когда два орбитальный черных дыр спирально вращаются вокруг друг друга и в конечном итоге сливаются, ткань космосе-время вокруг них нарушено, что создает рябь гравитационные волны излучающий наружу. С сентября 2015 года, когда гравитационно-волновая астрономия началась с первого обнаружения LIGO гравитационные волны возникло в результате слияния двух черных дыр На расстоянии 1.3 миллиарда световых лет, слияние черных дыр теперь регулярно выявляются почти раз в неделю.
Слияние черных дыр имеет три фазы. Когда двое черных дыр широко разделены, они медленно орбита друг друга излучают слабые гравитационные волны. Двоичный файл постепенно движется к все меньшему и меньшему размеру. орбиты энергия системы теряется в виде гравитационные волны. Это вдохновляющая фаза слияния. Следующее этап слияния когда двое черных дыр подобраться достаточно близко, чтобы слиться в единое целое черная дыра с искаженной формой. На этом этапе излучаются сильнейшие гравитационные волны (ГВ), которые сейчас регулярно обнаруживаются и регистрируются гравитационно-волновыми обсерваториями.
За фазой слияния следует очень короткий этап, называемый стадия звонка где результирующий сингл искажен черная дыра быстро достигает более стабильной сферической или сфероидальной формы. Гравитационные волны излучаемые в фазе звонка, затухают и намного слабее, чем ГВ, высвобождаемые в фазе слияния. Подобно тому, как колокольчик «звенит» некоторое время после того, как его застряли, в результате получается сингл. черная дыра «кольца» в течение некоторого времени излучают гораздо слабее гравитационные волны до достижения симметричной устойчивой формы.
Слабые множественные частоты звонка гравитационные волны выпущен во время фазы звонка в результате слияния двух черных дыр были незамеченными до сих пор.
Исследовательская группа недавно добилась успеха в обнаружении нескольких частот гравитационных волн на стадии прослушивания двойной системы. черная дыра событие слияния GW190521. Они искали отдельные затухающие тона на частотах звонка, не принимая во внимание какую-либо связь с частотами и временем затухания, и им удалось идентифицировать две моды, подразумевающие полученную деформацию. черная дыра после слияния излучали как минимум две частоты. Это было предсказано общей теорией относительности Эйнштейна, поэтому результат подтверждает теорию. Кроме того, исследователи сравнили частоты и время затухания двух режимов звонка, обнаруженных в случае слияния, чтобы проверить «теорему об отсутствии волос» (которая черных дыр полностью характеризуются массой и вращением и для описания его особенностей не нужны никакие другие «волосы») и не нашли ничего, кроме общей теории относительности.
Это важная веха, поскольку широко распространено мнение, что наблюдение нескольких частот прослушивания будет невозможно до тех пор, пока в будущем не станут доступны детекторы гравитационных волн следующего поколения.
источники:
- Капано, компакт-диск и др.. 2023. Многомодовый квазинормальный спектр возмущенной черной дыры. Письма о физических обзорах. Том. 131, выпуск 22. 1 декабря 2023 г. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402
- Max-Planck-Institut fürGravitasphysik(Институт Альберта-Эйнштейна), 2023. Новости – Для кого звенит черная дыра. Доступны на https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160
