सुपरमॅसिव्ह बायनरी ब्लॅक होल OJ 287 मधील फ्लेअर्स "नो हेअर प्रमेय" वर मर्यादा घालतात

नासाचा इन्फ्रा-रेड ऑब्झर्व्हेटरी स्पिट्झरने अलीकडेच अवाढव्य बायनरीमधून होणारा भडका पाहिला आहे कृष्ण विवर प्रणाली OJ 287, खगोलभौतिकशास्त्रज्ञांनी विकसित केलेल्या मॉडेलद्वारे अंदाजित वेळेच्या अंतरामध्ये. या निरीक्षणाने सामान्य सापेक्षतेच्या विविध पैलूंची चाचणी केली आहे, “नो-हेअर प्रमेय” आणि हे सिद्ध केले आहे की OJ 287 खरोखर इन्फ्रा-रेडचा स्रोत आहे. गुरुत्वाकर्षण लहरी.

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना ओजे १ आकाशगंगा, पृथ्वीपासून 3.5 अब्ज प्रकाशवर्षे दूर कर्क नक्षत्रात वसलेले, दोन आहेत काळा राहील – 18 अब्ज पट पेक्षा मोठा वस्तुमान सूर्याचे आणि प्रदक्षिणा हे एक लहान आहे कृष्ण विवर सुमारे 150 दशलक्ष पट सौर सह वस्तुमान, आणि ते बायनरी बनवतात कृष्ण विवर प्रणाली प्रदक्षिणा करताना मोठ्या, लहान कृष्ण विवर त्याच्या मोठ्या साथीदाराच्या सभोवतालच्या वायू आणि धुळीच्या प्रचंड वाढीच्या डिस्कमधून क्रॅश होतो, ज्यामुळे एक ट्रिलियनपेक्षा अधिक तेजस्वी प्रकाशाचा फ्लॅश तयार होतो तारे.

लहान कृष्ण विवर दर बारा वर्षांत दोनदा मोठ्या डिस्कशी टक्कर होते. तथापि, त्याच्या अनियमित आयताकृतीमुळे कक्षा (खालील आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे, गणिताच्या परिभाषेत अर्ध-केप्लारियन म्हणतात), फ्लेअर वेगवेगळ्या वेळी दिसू शकतात - कधीकधी एक वर्षाच्या अंतराने; इतर वेळी, 10 वर्षांच्या अंतराने (1). मॉडेल करण्यासाठी अनेक प्रयत्न कक्षा आणि ज्वाला कधी घडतील हे सांगणे 2010 पर्यंत अयशस्वी झाले होते, जेव्हा खगोलभौतिकशास्त्रज्ञांनी एक मॉडेल तयार केले जे त्यांच्या घटनेचा अंदाज एक ते तीन आठवड्यांच्या त्रुटीने सांगू शकेल. मॉडेलची अचूकता डिसेंबर 2015 मध्ये ते तीन आठवड्यांच्या आत भडकल्याचा अंदाज वर्तवून दाखवण्यात आली.

माहितीचा आणखी एक महत्त्वाचा भाग जो बायनरीच्या यशस्वी सिद्धांताच्या निर्मितीमध्ये गेला कृष्ण विवर सिस्टम OJ 287 ही वस्तुस्थिती आहे की सुपरमासिव्ह काळा राहील चे स्रोत असू शकतात गुरुत्वाकर्षण लहरी - जे प्रायोगिक निरीक्षणानंतर स्थापित केले गेले आहे गुरुत्वाकर्षण लहरी 2016 मध्ये, दोन सुपरमॅसिव्हच्या विलीनीकरणादरम्यान उत्पादित काळा राहील. OJ 287 हा इन्फ्रा-रेडचा स्रोत असण्याचा अंदाज वर्तवण्यात आला आहे गुरुत्वाकर्षण लहरी (2).

2018 मध्ये, खगोलभौतिकशास्त्रज्ञांच्या एका गटाने आणखी तपशीलवार मॉडेल प्रदान केले आणि भविष्यातील फ्लेअर्सच्या वेळेचा अंदाज काही तासांतच सांगता येईल असा दावा केला (3). या मॉडेलनुसार, पुढील फ्लेअर 31 जुलै 2019 रोजी होईल आणि वेळेचा अंदाज 4.4 तासांच्या त्रुटीसह होता. त्या इव्हेंट दरम्यान होणाऱ्या प्रभाव-प्रेरित फ्लेअरची चमक देखील भाकीत केली. द्वारे घटना कॅप्चर केली आणि पुष्टी केली नासाचा स्पिट्जर जागा टेलीस्कोप (4), जी जानेवारी 2020 मध्ये निवृत्त झाली. भविष्यवाणी केलेल्या घटनेचे निरीक्षण करण्यासाठी, स्पिट्झर ही आमची एकमेव आशा होती कारण हा फ्लेअर जमिनीवर किंवा पृथ्वीवरील इतर कोणत्याही दुर्बिणीद्वारे दिसू शकत नाही. कक्षा, कारण सूर्य कर्क राशीत OJ 287 आणि पृथ्वी त्याच्या विरुद्ध बाजूस आहे. OJ 287 उत्सर्जित होते हे देखील या निरीक्षणाने सिद्ध केले गुरुत्वाकर्षण लहरी अंदाजानुसार, इन्फ्रा-लाल तरंगलांबीमध्ये. या प्रस्तावित सिद्धांतानुसार 287 मध्ये OJ 2022 मधील प्रभाव-प्रेरित फ्लेअर होणे अपेक्षित आहे.

या फ्लेअर्सच्या निरीक्षणांमुळे "केसांचा प्रमेय नाही” (5,6) जे असे सांगते की काळा राहील खरे पृष्ठभाग नसतात, त्यांच्या सभोवताली एक सीमा असते ज्याच्या पलीकडे काहीही - अगदी प्रकाशही नाही - सुटू शकत नाही. या सीमेला घटना क्षितिज म्हणतात. हे प्रमेय असेही मांडते की जे द्रव्य ब्लॅक होल बनवते किंवा त्यात पडते ते "नाहिसे" होते. कृष्ण विवर घटना क्षितीज आणि त्यामुळे बाह्य निरीक्षकांसाठी कायमचे प्रवेश करण्यायोग्य नाही, असे सूचित करते काळा राहील "केस नाहीत". प्रमेयाचा एक तात्काळ परिणाम म्हणजे द काळा राहील त्यांच्या सह पूर्णपणे वैशिष्ट्यीकृत केले जाऊ शकते वस्तुमान, इलेक्ट्रिक चार्ज आणि आंतरिक फिरकी. काही शास्त्रज्ञांच्या मते, कृष्णविवराचा हा बाह्य किनारा, म्हणजे घटना क्षितीज, झुबकेदार किंवा अनियमित असू शकतो, अशा प्रकारे "केस नसलेल्या प्रमेय" च्या विरोधाभास आहे. तथापि, जर एखाद्याला "केस नसलेले प्रमेय" ची शुद्धता सिद्ध करायची असेल तर, एकमात्र तर्कसंगत स्पष्टीकरण असे आहे की मोठ्या ब्लॅक-होलचे असमान वस्तुमान वितरण विकृत करेल. जागा त्याच्या आजूबाजूला अशा रीतीने ठेवा की यामुळे लहानाचा मार्ग बदलला जाईल कृष्ण विवर, आणि यामधून ची वेळ बदला ब्लॅक होल त्या विशिष्टवरील ऍक्रिशन डिस्कशी टक्कर कक्षा, अशा प्रकारे निरीक्षण केलेल्या फ्लेअर्स दिसण्याच्या वेळेत बदल होतो.

अपेक्षा केल्याप्रमाणे, काळा राहील चौकशी करणे कठीण आहे. म्हणून, जसजसे आपण पुढे जाऊ, तसतसे अनेक प्रयोगात्मक निरीक्षणे संबंधित आहेत कृष्ण विवर "नो केस प्रमेय" च्या वैधतेची पुष्टी करण्यापूर्वी सभोवतालच्या तसेच इतर कृष्णविवरांसह परस्परसंवादांचा अभ्यास केला पाहिजे.

***

संदर्भ:

1. वालटोनेन व्ही., झोला एस., इत्यादी. 2016, "सामान्य सापेक्षता शताब्दी फ्लेअर द्वारे निर्धारित OJ287 मधील प्राथमिक ब्लॅक होल स्पिन", Astrophys. जे. लेट. 819 (2016) क्र.2, L37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
2. अॅबॉट बीपी., इत्यादी. 2016. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), “Binary Black Hole विलीनीकरणातून गुरुत्वीय लहरींचे निरीक्षण”, Phys. रेव्ह. लेट. 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
3. डे एल., वालटोनेन एमजे., गोपकुमार ए. इत्यादी 2018. "OJ 287 मधील सापेक्षतावादी मोठ्या ब्लॅक होल बायनरीच्या उपस्थितीचे प्रमाणीकरण त्याचे सामान्य सापेक्षता शताब्दी फ्लेअर वापरून: सुधारित ऑर्बिटल पॅरामीटर्स", खगोलशास्त्र. जे. ८६६, ४६ (२०२१). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
4. लेन एस., डे एल., इत्यादी 2020. "ब्लाझार OJ 287 वरून अंदाजित एडिंग्टन फ्लेअरचे स्पिट्झर निरीक्षण". Astrophysical Journal Letters, Vol. 894, क्रमांक 1 (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
5. Gürlebeck, N., 2015. "खगोल भौतिक वातावरणातील ब्लॅक होलसाठी केस नसलेले प्रमेय", शारीरिक पुनरावलोकन पत्रे 114, 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
6. हॉकिंग स्टीफन डब्ल्यू., एट अल 2016. ब्लॅक होल्सवर मऊ केस. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf

***