বড় করা / দুটি ব্ল্যাক হোলের সিমুলেশন একটি সংঘর্ষের দ্বারপ্রান্তে।

মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্তকারীর আবির্ভাব – এখন তাদের মধ্যে চারটি রয়েছে – ব্ল্যাক হোল একত্রিত হওয়ার একটি অবিচ্ছিন্ন প্রবাহ রেকর্ড করেছে৷ যতদূর আমরা বলতে পারি, তাদের প্রায় সকলেই ঠিক সেরকম আচরণ করেছে যা আমরা প্রত্যাশা করেছিলাম যে ধরণের ঘটনার জন্য আমরা ভবিষ্যদ্বাণী করেছিলাম সেগুলি তৈরি করবে: এক জোড়া প্রদক্ষিণকারী ব্ল্যাক হোল যা ধীরে ধীরে ভিতরের দিকে সর্পিল হয় যতক্ষণ না তারা তাদের পারস্পরিক মাধ্যাকর্ষণ কেন্দ্রে মিলিত হয়। .

কিন্তু এমন একটি ঘটনা ছিল যা দৃশ্যত আমরা যে ধরণের সংকেত আশা করব তার সাথে পুরোপুরি মেলেনি। এবং গবেষকরা এখন পরামর্শ দিচ্ছেন যে এটি এমন কিছুর পণ্য যা অবিশ্বাস্যভাবে বিরল হওয়া উচিত: দুটি ব্ল্যাক হোল মহাকাশের বিশালতায় একে অপরকে খুঁজে পাচ্ছে। একটি একক কাছাকাছি পাসের পরে, দুটি দেহ চারপাশে বাঁকা হয়ে অবিলম্বে সংঘর্ষে ঝাঁপিয়ে পড়ে।

টেমপ্লেট এবং কিচিরমিচির

ব্ল্যাক হোলের সংঘর্ষের জন্য দুটি ব্ল্যাক হোল মহাকর্ষীয়ভাবে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য একে অপরের যথেষ্ট কাছাকাছি থাকা প্রয়োজন। যেহেতু স্থান এত বিস্তীর্ণ, এর অর্থ সাধারণত তারা দুটি বিশাল নক্ষত্রের পণ্য যা একটি বাইনারি সিস্টেম হিসাবে গঠিত। তারা মারা যাওয়ার পরে এবং ব্ল্যাক হোলগুলি পিছনে রেখে যাওয়ার পরে, দুটি দেহ ধীরে ধীরে একে অপরের দিকে সর্পিল হবে, তারা যেমন করে মহাকর্ষীয় তরঙ্গের আকারে শক্তি বিকিরণ করবে।

এটি একটি অপেক্ষাকৃত সহজবোধ্য অনুপ্রেরণা এবং একত্রীকরণের দিকে পরিচালিত করে, যার বিশদ বিবরণ এতে উপস্থিত হয়েছে৷ অসংখ্য অ্যানিমেশন LIGO-এর প্রথম ব্ল্যাক হোলের সংঘর্ষ শনাক্ত করার পর।

এই ধরণের সংঘর্ষগুলি এত ভালভাবে তৈরি করা হয়েছে যে আমাদের কাছে সিমুলেশনের একটি বড় সেট রয়েছে যা বিভিন্ন বিবরণের সেট সহ সংঘর্ষের মডেল তৈরি করে: বিভিন্ন ব্ল্যাক হোলের ভর, বিভিন্ন ঘূর্ণন ইত্যাদি। এই সিমুলেশনগুলি সংঘর্ষের শেষ কয়েক মুহুর্তের “টেমপ্লেট” প্রদান করে, যখন মহাকর্ষীয় তরঙ্গের উত্পাদন দ্রুত এবং আরও তীব্র উভয়ই হয়, তরঙ্গের চূড়ান্ত “কিচির” পৃথিবীর পটভূমির শব্দের উপরে উঠে যায়। সংঘর্ষের সংকেত এই টেমপ্লেটগুলির মধ্যে একটির সাথে কতটা ঘনিষ্ঠভাবে মেলে তার উপর ভিত্তি করে এই টেমপ্লেটগুলি আমাদেরকে একটি সংঘর্ষের বিশদটি দ্রুত সনাক্ত করতে দেয়৷

কিন্তু GW190521 নামক একটি সংযুক্তি টেমপ্লেটের সাথে বিশেষভাবে ভালভাবে ফিট করে না এবং শুধুমাত্র যদি জড়িত ব্ল্যাক হোলগুলি মোটেও ঘোরানো না হয় তবেই সবচেয়ে ভাল মেলে। কিচিরমিচির অস্বাভাবিকভাবে সংক্ষিপ্ত ছিল, এবং প্রকৃত একত্রিত হওয়ার পূর্বে কোন সংকেতের চিহ্ন নেই। অবশেষে, সংযুক্তির সাথে জড়িত উভয় বস্তুই ছিল তুলনামূলকভাবে বিশাল: সূর্যের ভরের প্রায় 50 এবং 80 গুণ। এই আকারের ব্ল্যাক হোলগুলি সুপারনোভাতে তৈরি হয় না (এগুলি সাধারণত 15 টিরও কম সৌর ভর দিয়ে শুরু হয়), তাই এগুলি সম্ভবত পূর্বের সংঘর্ষের পণ্য। যা তাদের একটি বাইনারি সিস্টেমের অংশ হিসাবে শুরু করাকে একটি সন্দেহজনক প্রস্তাব করে তোলে।

সুতরাং, ইউরোপীয় গবেষকদের একটি দল এমন একটি ইভেন্টের মডেল করার সিদ্ধান্ত নিয়েছে যা তুলনামূলকভাবে অস্বাভাবিক হওয়া উচিত: দুটি ব্ল্যাক হোল পারস্পরিক কক্ষপথে শুরু হয়নি তবে মহাকর্ষীয়ভাবে একে অপরের সাথে সংযুক্ত হওয়ার জন্য যথেষ্ট কাছাকাছি চলে গেছে।

আমরা কি নাচতে পারি?

লেখকরা যা প্রস্তাব করছেন তার জন্য প্রযুক্তিগত শব্দটি হল “গতিশীল ক্যাপচার”, যা GW190521 সংকেতের দৃশ্যত আকস্মিক, বিস্ফোরণের মতো প্রকৃতিকে ব্যাখ্যা করে। ক্রমিক পদ্ধতির পরিবর্তে যেখানে মহাকর্ষীয় তরঙ্গগুলি তীব্রতা তৈরি করে যা বাইনারি সিস্টেমগুলির বৈশিষ্ট্য করে, এই ঘটনার সূত্রপাতকারী দুটি সংস্থা একটি সংঘর্ষের আগে একে অপরকে অতিক্রম করে সীমিত সংখ্যক উচ্চ-বেগের দোল অনুভব করতে পারে।

গবেষকরা বিভিন্ন সম্ভাব্য পদ্ধতির মডেল তৈরি করেছেন, যার মধ্যে কিছু বাইনারি সিস্টেমে দেখা যায় এমন একটি ধীরে ধীরে পদ্ধতির দিকে পরিচালিত করবে এবং অন্যগুলি পরিবর্তিত ট্র্যাজেক্টোরিতে উভয় ব্ল্যাক হোলকে একে অপরের থেকে দূরে পাঠাতে পারে। কিন্তু দুটি চরমের মাঝামাঝি ফলাফলের একটি সেট যেখানে সংঘর্ষের আগে আপনি হয় অল্প সংখ্যক কাছাকাছি পাস পেতে পারেন, অথবা দুটি ব্ল্যাক হোল সরাসরি একে অপরের মধ্যে ডুবে যেতে পারে।

GW190521 সিগন্যালের সাথে সবচেয়ে ভাল মেলে এমন একটি কিচিরমিচির তৈরি করা মডেলগুলি একটি একক পাস দেখেছিল যা ব্ল্যাক হোলগুলিকে কাছাকাছি নিয়ে আসে, তারপরে সংঘর্ষে একটি দ্রুত বক্ররেখা হয়। কিন্তু প্রথম পাসটি যথেষ্ট দূরত্বে ছিল যে সংকেতটি খুব কম হবে যাতে ডিটেক্টরগুলির পটভূমির শব্দের উপরে দাঁড়াতে পারে। যদিও ধীরে ধীরে অনুপ্রেরণার সাথে আরও সাধারণ সংঘর্ষের প্রোফাইল ব্যবহার করে এর অনুরূপ ফলাফল তৈরি করা সম্ভব, বিভিন্ন পরিসংখ্যানগত পরীক্ষাগুলি নির্দেশ করে যে গতিশীল ক্যাপচারের সম্ভাবনা বেশি।

এটি সম্ভবত মহাকর্ষীয় তরঙ্গ কিচিরমিচির বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, অন্ততপক্ষে। প্রক্রিয়াটিকে ট্রিগার করার জন্য দুটি ব্ল্যাক হোল একে অপরের যথেষ্ট কাছাকাছি আসার সম্ভাবনা সম্পূর্ণ আলাদা বিষয়। কিন্তু এই দুটি ব্ল্যাক হোল যথেষ্ট বিশাল যে তারা সম্ভবত পূর্ববর্তী একীভূতকরণ দ্বারা নির্মিত হয়েছিল, পরামর্শ দেয় যে এই সংঘর্ষটি একটি ঘন ক্লাস্টারে হয়েছিল যেখানে প্রচুর বিশাল তারা মারা যাচ্ছে। সুতরাং, পরিবেশ আমাদের প্রত্যাশার চেয়ে সুযোগের মুখোমুখি হওয়ার জন্য আরও অনুকূল হতে পারে।

প্রকৃতি জ্যোতির্বিদ্যা2022. DOI: 10.1038/s41550-022-01813-w (DOI সম্পর্কে)।