ব্ল্যাক-হোল মার্জার: একাধিক রিংডাউন ফ্রিকোয়েন্সির প্রথম সনাক্তকরণ   

Merger of two কালো গর্ত has three stages: inspiral, merger and ringdown phases. Characteristic মহাকর্ষীয় তরঙ্গ are emitted in each phase. The last ringdown phase is very brief and encode information about properties of final কৃষ্ণ গহ্বর. Reanalysis of data from binary কৃষ্ণ গহ্বর merger event GW190521 has provided, for the first time, evidence of signature aftershocks of the merger in the form of two separate faint ringdown frequencies produced by the resulting single কৃষ্ণ গহ্বর as it settled down to a stable symmetrical form. This is the first detection of multiple gravitational-wave frequencies in the ringdown stage. Just like a bell ‘rings’ for some time after being stuck, the resulting single distorted কৃষ্ণ গহ্বর formed after the merger ‘rings’ for some time emitting faint মহাকর্ষীয় তরঙ্গ before achieving symmetrical stable form. And, just the way shape of the bell determines the specific frequencies with which the bell rings, similarly, as per no-hair theorem, mass and spin of the কৃষ্ণ গহ্বর determine ringdown frequencies. Hence, this development paves the way for use of ringdown frequencies to study properties of final কৃষ্ণ গহ্বর.  

কালো গহ্বর are massive objects with extremely strong gravitational fields. When two কক্ষপথ কালো গর্ত spiral around each other and eventually coalesce, the fabric of স্থান-times around them are disturbed that creates ripples of মহাকর্ষীয় তরঙ্গ radiating outwards. Since September 2015 when gravitational-wave astronomy began with LIGO’s first detection of মহাকর্ষীয় তরঙ্গ generated by merger of two কালো গর্ত 1.3 billion light years away, merging কালো গর্ত are now routinely detected almost once every week.   

এর একীকরণ কালো গর্ত has three phases. When the two কালো গর্ত are widely separated, they slowly কক্ষপথ each other emitting weak gravitational waves. The binary gradually moves to smaller and smaller কক্ষপথ as the energy of the system is lost in the form of মহাকর্ষীয় তরঙ্গ. এই অনুপ্রেরণামূলক পর্যায় সমন্বয় পরেরটি হল একত্রীকরণ পর্যায় when the two কালো গর্ত get close enough to coalesce to form a single কৃষ্ণ গহ্বর with distorted shape. Strongest gravitational waves (GWs) are emitted at this stage which are now routinely detected and recorded by gravitational-wave observatories.  

একত্রীকরণ পর্যায়টি একটি খুব সংক্ষিপ্ত পর্যায় দ্বারা অনুসরণ করা হয় যাকে বলা হয় রিংডাউন পর্যায় wherein the resulting single distorted কৃষ্ণ গহ্বর quickly achieves more stable spherical or spheroidal form. মহাকর্ষীয় তরঙ্গ emitted in the ringdown phase are damped and much fainter than the GWs released in the merger phase. Just as a bell ‘rings’ for some time after being stuck, the resulting single কৃষ্ণ গহ্বর ‘rings’ for some time emitting much fainter মহাকর্ষীয় তরঙ্গ before achieving symmetrical stable form.  

The faint multiple ringdown frequencies of মহাকর্ষীয় তরঙ্গ released during the ringdown phase of merger of two কালো গর্ত were undetected so far.  

A research team has recently been successful in detecting multiple gravitational-wave frequencies in the ringdown stage of binary কৃষ্ণ গহ্বর merger event GW190521. They  searched for individual fading tones in the ringdown frequencies without considering any relation with frequencies and damping times and were successful in identifying two modes implying the resulting deformed কৃষ্ণ গহ্বর emitted at least two frequencies after the merger. This was predicted by Einstein’s general relativity hence the result confirms the theory.  Further, researchers compared the frequencies and damping times of the two ringdown modes found in the merger event to test the “no-hair theorem” (that কালো গর্ত are completely characterised by mass and spin and no other “hair” is needed to describe its features) and found nothing beyond general relativity.  

এটি একটি মাইলফলক কারণ এটি ব্যাপকভাবে মনে করা হয়েছিল যে পরবর্তী প্রজন্মের মহাকর্ষীয়-তরঙ্গ আবিষ্কারকগুলি ভবিষ্যতে উপলব্ধ হওয়ার আগে একাধিক রিংডাউন ফ্রিকোয়েন্সি পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব হবে না।  

 *** 
 

সোর্স:   

1. ক্যাপানো, সিডি এট আল. 2023. একটি বিরক্তিকর ব্ল্যাক হোল থেকে মাল্টিমোড কোয়াসিনরমাল স্পেকট্রাম। শারীরিক পর্যালোচনা চিঠি. ভলিউম 131, ইস্যু 22। 1 ডিসেম্বর 2023। DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.221402  
2. Max-Planck-Institut fürGravitationsphysik(Albert-Einstein-Institut), 2023. খবর – যাদের জন্য ব্ল্যাক হোল বাজছে। এ উপলব্ধ https://www.aei.mpg.de/749477/for-whom-the-black-hole-rings?c=26160 

***