கருந்துளை இணைப்பு: பல ரிங் டவுன் அதிர்வெண்களின் முதல் கண்டறிதல்   

இரண்டின் இணைப்பு கருப்பு ஓட்டைகள் மூன்று நிலைகளைக் கொண்டுள்ளது: இன்ஸ்பைரல், மெர்ஜர் மற்றும் ரிங் டவுன் கட்டங்கள். பண்பு ஈர்ப்பு அலைகள் ஒவ்வொரு கட்டத்திலும் வெளியேற்றப்படுகின்றன. கடைசி ரிங் டவுன் கட்டம் மிகவும் சுருக்கமானது மற்றும் இறுதிப் பண்புகளைப் பற்றிய தகவலை குறியாக்கம் செய்கிறது கருப்பு துளை. பைனரியிலிருந்து தரவின் மறு பகுப்பாய்வு கருப்பு துளை இணைப்பு நிகழ்வு GW190521, முதன்முறையாக, விளைவான ஒற்றை மூலம் உருவாக்கப்பட்ட இரண்டு தனித்தனி மங்கலான ரிங்டவுன் அதிர்வெண்களின் வடிவத்தில் இணைப்பின் கையொப்ப பின்னடைவுகளின் ஆதாரத்தை வழங்கியுள்ளது. கருப்பு துளை அது ஒரு நிலையான சமச்சீர் வடிவத்தில் நிலைபெற்றது. ரிங் டவுன் கட்டத்தில் பல ஈர்ப்பு-அலை அதிர்வெண்களின் முதல் கண்டறிதல் இதுவாகும். மாட்டிக்கொண்டு சிறிது நேரம் மணி ஒலிப்பது போல, அதன் விளைவாக வரும் ஒற்றை சிதைந்தது கருப்பு துளை ஒன்றிணைந்த பிறகு உருவானது சில நேரம் மயக்கத்தை உமிழும் 'வளையங்கள்' ஈர்ப்பு அலைகள் சமச்சீர் நிலையான வடிவத்தை அடைவதற்கு முன். மேலும், மணியின் வடிவமானது, மணி ஒலிக்கும் குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்களைத் தீர்மானிக்கிறது, அதேபோல், முடி இல்லாத தேற்றம், நிறை மற்றும் சுழற்சியின் படி கருப்பு துளை ரிங் டவுன் அதிர்வெண்களை தீர்மானிக்கவும். எனவே, இந்த மேம்பாடு இறுதியின் பண்புகளை ஆய்வு செய்ய ரிங் டவுன் அதிர்வெண்களைப் பயன்படுத்த வழி வகுக்கிறது கருப்பு துளை.  

கருந்துளைகள் மிகவும் வலுவான ஈர்ப்பு புலங்களைக் கொண்ட பாரிய பொருள்கள். போது இரண்டு சுற்றிவரும் கருப்பு ஓட்டைகள் ஒருவரையொருவர் சுற்றி சுழல் மற்றும் இறுதியில் ஒன்றிணைந்து, துணி விண்வெளி-அவற்றைச் சுற்றியுள்ள நேரங்கள் தொந்தரவு செய்யப்படுகின்றன, அது அலைகளை உருவாக்குகிறது ஈர்ப்பு அலைகள் வெளியில் பரவுகிறது. செப்டம்பர் 2015 முதல் ஈர்ப்பு-அலை வானியல் LIGO இன் முதல் கண்டறிதலுடன் தொடங்கியது. ஈர்ப்பு அலைகள் இரண்டின் இணைப்பால் உருவாக்கப்பட்டது கருப்பு ஓட்டைகள் 1.3 பில்லியன் ஒளி ஆண்டுகள் தொலைவில், இணைகிறது கருப்பு ஓட்டைகள் இப்போது வழக்கமாக ஒவ்வொரு வாரமும் ஒருமுறை கண்டறியப்படுகிறது.   

இணைத்தல் கருப்பு ஓட்டைகள் மூன்று கட்டங்களைக் கொண்டுள்ளது. போது இரண்டு கருப்பு ஓட்டைகள் பரவலாக பிரிக்கப்படுகின்றன, அவை மெதுவாக வட்ட பாதையில் சுற்றி ஒன்றுக்கொன்று பலவீனமாக உமிழ்கிறது ஈர்ப்பு அலைகள். பைனரி படிப்படியாக சிறியதாகவும் சிறியதாகவும் நகரும் சுற்றுப்பாதைகள் அமைப்பின் ஆற்றல் வடிவத்தில் இழக்கப்படுவதால் ஈர்ப்பு அலைகள். இது உத்வேகம் கட்டம் இணைதல். அடுத்தது இணைப்பு கட்டம் போது இரண்டு கருப்பு ஓட்டைகள் ஒரு ஒற்றை உருவாவதற்கு ஒருங்கிணைக்க போதுமான அளவு நெருங்குங்கள் கருப்பு துளை சிதைந்த வடிவத்துடன். இந்த கட்டத்தில் வலிமையான ஈர்ப்பு அலைகள் (GWs) உமிழப்படுகின்றன, அவை இப்போது வழக்கமாக ஈர்ப்பு-அலை கண்காணிப்புகளால் கண்டறியப்பட்டு பதிவு செய்யப்படுகின்றன.  

இணைப்பு கட்டம் என்று அழைக்கப்படும் மிகக் குறுகிய கட்டத்தைத் தொடர்ந்து வருகிறது ரிங் டவுன் நிலை இதன் விளைவாக ஒற்றை சிதைந்தது கருப்பு துளை விரைவாக நிலையான கோள அல்லது உருண்டை வடிவத்தை அடைகிறது. ஈர்ப்பு அலைகள் ரிங் டவுன் கட்டத்தில் வெளியிடப்பட்டவை, இணைப்பு கட்டத்தில் வெளியிடப்பட்ட GWகளை விட ஈரப்பதம் மற்றும் மிகவும் மங்கலானவை. மாட்டிக்கொண்டு சிறிது நேரம் மணி ஒலிப்பது போல, அதன் விளைவாக வரும் சிங்கிள் கருப்பு துளை சில நேரம் 'மோதிரங்கள்' மிகவும் மங்கலாக வெளியிடுகின்றன ஈர்ப்பு அலைகள் சமச்சீர் நிலையான வடிவத்தை அடைவதற்கு முன்.  

மங்கலான பல ரிங் டவுன் அதிர்வெண்கள் ஈர்ப்பு அலைகள் இரண்டின் இணைப்பின் ரிங் டவுன் கட்டத்தில் வெளியிடப்பட்டது கருப்பு ஓட்டைகள் இதுவரை கண்டறியப்படவில்லை.  

பைனரியின் ரிங் டவுன் கட்டத்தில் பல ஈர்ப்பு-அலை அதிர்வெண்களைக் கண்டறிவதில் ஒரு ஆராய்ச்சிக் குழு சமீபத்தில் வெற்றி பெற்றுள்ளது. கருப்பு துளை இணைப்பு நிகழ்வு GW190521. அதிர்வெண்கள் மற்றும் தணிக்கும் நேரங்களுடனான எந்த தொடர்பையும் கருத்தில் கொள்ளாமல், ரிங் டவுன் அதிர்வெண்களில் தனிப்பட்ட மங்கலான டோன்களைத் தேடினர் மற்றும் அதன் விளைவாக சிதைந்ததைக் குறிக்கும் இரண்டு முறைகளை அடையாளம் காண்பதில் வெற்றி பெற்றனர். கருப்பு துளை இணைப்பிற்குப் பிறகு குறைந்தது இரண்டு அதிர்வெண்களை வெளியிடுகிறது. இது ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் மூலம் கணிக்கப்பட்டது, எனவே முடிவு கோட்பாட்டை உறுதிப்படுத்துகிறது. மேலும், "நோ-ஹேர் தேற்றத்தை" சோதிப்பதற்காக, ஒன்றிணைப்பு நிகழ்வில் காணப்படும் இரண்டு ரிங் டவுன் முறைகளின் அதிர்வெண்கள் மற்றும் தணிக்கும் நேரங்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தனர் (அது கருப்பு ஓட்டைகள் நிறை மற்றும் சுழலினால் முழுமையாக வகைப்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் அதன் அம்சங்களை விவரிக்க வேறு "முடி" தேவையில்லை) மற்றும் பொது சார்பியல் கொள்கைக்கு அப்பால் எதுவும் கண்டறியப்படவில்லை.  

இது ஒரு மைல்கல், ஏனெனில் எதிர்காலத்தில் அடுத்த தலைமுறை ஈர்ப்பு-அலை கண்டறிதல்கள் கிடைக்கும் முன் பல ரிங் டவுன் அதிர்வெண்களைக் கவனிப்பது சாத்தியமில்லை என்று பரவலாகக் கருதப்பட்டது.  

 *** 
 

ஆதாரங்கள்:   

1. கபனோ, சிடி et al. 2023. ஒரு குழப்பமான கருந்துளையிலிருந்து மல்டிமோட் குவாசிநார்மல் ஸ்பெக்ட்ரம். உடல் மதிப்பாய்வு கடிதங்கள். தொகுதி. 131, வெளியீடு 22. 1 டிசம்பர் 2023. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402  
2. Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik(Albert-Einstein-Institut), 2023. செய்தி – கருந்துளை யாருக்காக வளையுகிறது. இல் கிடைக்கும் https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160 

***