二つの合併 ブラックホール には、インスピレーション、マージ、リングダウンの 3 つの段階があります。特性 重力波 各フェーズで放出されます。最後のリングダウン フェーズは非常に短く、最終的なリングダウンのプロパティに関する情報をエンコードします。 ブラックホール。バイナリデータの再解析 ブラックホール 合併イベント GW190521 は、結果として生じた単一のリングダウン周波数によって生成された XNUMX つの別々の微弱なリングダウン周波数の形で、合併の特徴的な余震の証拠を初めて提供しました。 ブラックホール 安定した左右対称のフォルムに落ち着きました。リングダウン段階で複数の重力波周波数が検出されたのはこれが初めてである。ちょうどベルが行き詰まった後しばらく「鳴り続ける」ように、結果として生じる単一の歪みは ブラックホール 合併後に形成され、しばらくの間「鳴り響く」とかすかな音を発する 重力波 対称的な安定したフォームを実現する前に。そして、ベルの形状によって、ベルが鳴る特定の周波数が決まります。同様に、無毛定理に従って、ベルの質量と回転も決まります。 ブラックホール リングダウン周波数を決定します。したがって、この開発は、最終的な周波数の特性を研究するためにリングダウン周波数を使用する道を開きます。 ブラックホール.
ブラックホール 非常に強い重力場を持つ巨大な天体です。 2つのとき 周回 ブラックホール 互いに螺旋を描き、最終的には合体します。 スペース周囲の時間が乱れ、波紋が広がる。 重力波 外側に放射状に広がっています。 LIGO による最初の検出で重力波天文学が始まった 2015 年 XNUMX 月以来 重力波 2つの合併によって生成される ブラックホール 1.3億光年彼方で合体 ブラックホール 現在では、ほぼ毎週 1 回定期的に検出されています。
の合併 ブラックホール には 3 つのフェーズがあります。二人のとき ブラックホール 大きく離れていて、ゆっくりと オービット お互いが弱い発光をする 重力波。 バイナリは徐々に小さくなります システムのエネルギーは次のような形で失われるため、 重力波。 これは 吸気期 合体の。 次は 合併段階 二人のとき ブラックホール 合体して単一を形成するのに十分な距離に近づく ブラックホール 歪んだ形で。この段階で最も強い重力波 (GW) が放出され、現在では重力波観測所によって定期的に検出および記録されています。
合併フェーズの後には、次と呼ばれる非常に短いステージが続きます。 リングダウンステージ 結果として生じるシングルは歪んだものになります ブラックホール より安定した球形または回転楕円体の形状を迅速に実現します。 重力波 リングダウン段階で放出される GW は減衰され、合体段階で放出される GW よりもはるかに暗いです。行き詰まった後、しばらくベルが「鳴る」のと同じように、結果として得られるシングル ブラックホール 「リング」はしばらくの間、はるかに弱い光を発します 重力波 対称的な安定したフォームを実現する前に。
かすかな複数のリングダウン周波数 重力波 2社の合併のリングダウン段階で解放される ブラックホール 今のところ検出されていません。
研究チームは最近、バイナリのリングダウン段階で複数の重力波周波数を検出することに成功した。 ブラックホール 合併イベントGW190521。彼らは、周波数や減衰時間との関係をまったく考慮せずに、リングダウン周波数内の個々のフェージング トーンを検索し、結果として生じる変形を示唆する XNUMX つのモードを特定することに成功しました。 ブラックホール 合併後に少なくとも 2 つの周波数を放射しました。これはアインシュタインの一般相対性理論によって予測されたため、結果は理論を裏付けるものです。さらに研究者らは、合体現象で見つかった 2 つのリングダウン モードの周波数と減衰時間を比較し、「毛のない定理」 (つまり ブラックホール それらは質量とスピンによって完全に特徴付けられており、その特徴を説明するのに他の「毛」は必要ありません)、一般相対性理論を超えるものは何も見つかりませんでした。
次世代の重力波検出器が将来利用可能になるまでは、複数のリングダウン周波数の観測は不可能であると広く考えられていたため、これは画期的な出来事である。
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ソース：
- カパーノ、CD ら。 2023. 摂動ブラックホールからのマルチモード準正規スペクトル。 物理的なレビューレター。 Vol. 131、第 22 号。1 年 2023 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402
- マックス・プランク重力物理学研究所（アルバート・アインシュタイン研究所）、2023年。ニュース – 誰がためにブラックホールは鳴る。 で入手可能 https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160
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