సూపర్ మాచెస్ కాల రంధ్రాల యొక్క అత్యంత మర్మమైన “దాయాదులు” “లైట్” ఇంటర్మీడియట్ మాస్ యొక్క కాల రంధ్రాలను తెలుసుకోండి

కాల రంధ్రాలు భారీ ఖగోళ వస్తువులు, భారీ, వింత మరియు చాలా శక్తివంతమైనవి. సూపర్ మాచ్‌లు కాల రంధ్రాలు చాలా గెలాక్సీల మధ్యలో ఉన్నాయని శాస్త్రవేత్తలకు తెలుసు.

కొన్ని నక్షత్రాలు తమ జీవితాల చివరకి చేరుకున్నప్పుడు తులనాత్మకంగా చిన్న స్టార్ మాస్ యొక్క కాల రంధ్రాలను ఎలా ఏర్పరుస్తాయో శాస్త్రవేత్తలు అర్థం చేసుకుంటారు. చిన్న నల్ల ద్రవ్యరాశి రంధ్రాలు సూపర్ మాచెస్ కాల రంధ్రాలు ఎలా అవుతాయో అర్థం చేసుకోవడం ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు విశ్వం ఎలా పెరుగుతుందో మరియు అభివృద్ధి చెందుతుందో తెలుసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది.

కానీ కాల రంధ్రాలపై పరిశోధనలో బహిరంగ ప్రశ్న ఉంది: ఇంటర్మీడియట్ ద్రవ్యరాశి ఉన్న కాల రంధ్రాల గురించి ఏమిటి? వారి స్టెల్లా మరియు సూపర్ మాచెస్ కంటే వారు కనుగొనడం చాలా కష్టం, కొన్ని వందల నుండి కొన్ని లక్షల సార్లు సూర్యుడి పిండి వరకు పరిమాణాలు ఉన్నాయి.

మేము ఇంటర్మీడియట్ కాల రంధ్రాల ఈ కాల్స్ కోసం చూస్తున్న ఖగోళ శాస్త్రవేత్తల బృందం. ఒక కొత్త వ్యాసంలో, మా ఇద్దరు (క్రిస్టల్ మరియు కరణ్) పోస్ట్‌డాక్టోరల్ పరిశోధకుడు అంజలి యిలికర్‌తో సహా శాస్త్రవేత్తల బృందంలో చేరారు, స్పేస్ టైమ్ రాడ్లను గమనించడానికి మరియు ఈ అంతుచిక్కని కాల రంధ్రాలను విలీనం చేయడానికి.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాల ఆట

స్టార్ పాస్తాతో శాస్త్రవేత్తలు కాల రంధ్రాలను ఎలా గుర్తించాలో ఒక ఆలోచన పొందడానికి, మీరు బేస్ బాల్ ఆటలో ఉన్నారని imagine హించుకోండి, పెద్ద కాంక్రీట్ కాలమ్ వెనుక నేరుగా కూర్చుని మైదానాన్ని చూడలేరు. ఇంకా అధ్వాన్నంగా, ప్రేక్షకులు ధ్వనించేవారు, కాబట్టి ఆట చూడటం లేదా వినడం దాదాపు అసాధ్యం.

కానీ మీరు శాస్త్రవేత్త, కాబట్టి అధిక నాణ్యత గల మైక్రోఫోన్ మరియు మీ కంప్యూటర్‌ను ఉపయోగించుకోండి మరియు ఆడియో డేటాను తీసుకొని, బంతిని ఓడించే క్లబ్ నుండి “థడ్” నుండి ప్రేక్షకుల నుండి శబ్దాన్ని వేరు చేయగల అల్గోరిథం రాయండి.

మీరు రికార్డింగ్ ప్రారంభించండి మరియు, మీ హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ యొక్క తగినంత అభ్యాసం మరియు నవీకరణలతో, మీరు ఆటను అనుసరించడం ప్రారంభించవచ్చు, బంతి ముడుచుకున్నప్పుడు, అది వెళ్ళినప్పుడు, అది ఒక చేతి తొడుగుకు చేరుకున్నప్పుడు, కారిడార్ అడుగులు నేలమీద మరియు మరిన్నింటిని తాకినప్పుడు గ్రహించడం.

బేస్ బాల్ ఆట చూడటానికి ఇది సవాలుగా ఉన్న మార్గం నిజం. కానీ బేస్ బాల్ మాదిరిగా కాకుండా, మేము విశ్వాన్ని గమనించినప్పుడు కొన్నిసార్లు సవాలు మార్గం మన దగ్గర ఉంది.

ధ్వనిని రికార్డ్ చేయడం మరియు కొన్ని ధ్వని తరంగాలను వేరుచేయడానికి కంప్యూటర్ అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగించడం, అవి ఏమిటో మరియు అవి ఎక్కడ వస్తాయి మనలాంటి ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు గురుత్వాకర్షణ తరంగాలను అధ్యయనం చేసే విధానానికి సమానంగా ఉంటాయి. గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు స్పేస్‌టైమ్‌లో అలలు, ఇవి కాల రంధ్రాలు వంటి వస్తువులను గమనించడానికి అనుమతిస్తాయి.

ఇప్పుడు వేరే ధ్వని అల్గోరిథంను అమలు చేయడాన్ని imagine హించుకోండి, బేస్ బాల్ ఆట యొక్క వివిధ ప్రవేశ ద్వారాలపై పరీక్షించడం మరియు టాకోస్ మరియు బంతుల యొక్క చల్లని కలయిక ఉత్పత్తి చేయలేని నిర్దిష్ట షాట్ను కనుగొనండి. మంచి బేస్ బాల్ బంతి కంటే బంతి పెద్దది మరియు భారీగా ఉందని డేటా సూచించిందని g హించుకోండి. మా వ్యాసం గురుత్వాకర్షణ తరంగాలకు బదులుగా బేస్ బాల్ ఆట గురించి ఉంటే, అదే మేము కనుగొన్నాము.

గురుత్వాకర్షణ తరంగాలు వినడం

బేస్ బాల్ రికార్డింగ్ పరికరాలు ప్రత్యేకంగా బేస్ బాల్ ఆట యొక్క శబ్దాలను వినడానికి రూపొందించబడినప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు రెండు కాల రంధ్రాల విశ్వం యొక్క కలయిక యొక్క “ధ్వని” ను గమనించడానికి లేజర్ ఇంటర్ఫెరోమీటర్ (LIGO) చేత గ్రావిటేషనల్ వేవ్ అబ్జర్వేటరీ అని పిలువబడే ప్రత్యేక అబ్జర్వేటరీని ఉపయోగిస్తారు.

వాషింగ్టన్‌లోని హాన్ఫోర్డ్‌లో నేను ఆన్ చేసిన డిటెక్టర్, గురుత్వాకర్షణ తరంగం వల్ల కలిగే స్పేస్‌టైమ్ యొక్క చిన్న సాగతీతను కొలవడానికి లేజర్‌లను ఉపయోగిస్తుంది.LIGO ప్రయోగశాల

శాస్త్రవేత్తలు మనం LIGO తో కొలవగల గురుత్వాకర్షణ తరంగాల కోసం చూస్తున్నారు, ఇది ఇప్పటివరకు సృష్టించిన అత్యంత అధునాతన లేజర్‌లు మరియు ఆప్టికల్ వ్యవస్థలలో ఒకటి.

ప్రతి కార్యక్రమంలో, రెండు నల్ల “తల్లిదండ్రులు” రంధ్రాలు ఒకే భారీ కాల రంధ్రంలో విలీనం అవుతాయి. LIGO డేటాను ఉపయోగించి, శాస్త్రవేత్తలు ఎక్కడ మరియు ఎంత దూరం విలీనం జరిగిందో తెలుసుకోవచ్చు, నల్ల “తల్లిదండ్రులు” మరియు ఫలితంగా కాల రంధ్రం ఏమిటి, ఆకాశంలో విలీనం జరిగింది మరియు ఇతర ముఖ్యమైన వివరాలు.

కరిగే సంఘటనలలో చాలా అసలైన కాల రంధ్రాలు వారి జీవితాల చివరకి వచ్చిన నక్షత్రాల నుండి ఏర్పడతాయి – ఇవి నల్ల పిండి రంధ్రాలు.

ఈ దృష్టాంతం IGR J17091-3624 అని పిలువబడే నల్ల నక్షత్ర ద్రవ్యరాశి రంధ్రం కలిగిన బైనరీ వ్యవస్థను చూపిస్తుంది. ఎడమ వైపున ఉన్న కాల రంధ్రం యొక్క బలమైన తీవ్రత కుడి వైపున ఉన్న తోడు నక్షత్రం నుండి వాయువును లాగడం.నాసా/CXC/M.Weiss, CC BY-NC

కాల రంధ్రాల ద్రవ్యరాశిలో అంతరం

చనిపోతున్న ప్రతి నక్షత్రం స్టార్ మాస్ యొక్క కాల రంధ్రం ఉత్పత్తి చేయదు. దీన్ని చేసేవారికి సాధారణంగా సూర్యుని ద్రవ్యరాశి 20 నుండి 100 రెట్లు ఉంటుంది. కానీ, అణు సముదాయం కారణంగా, నిజంగా భారీ నక్షత్రాలు వివిధ మార్గాల్లో పేలుతాయి మరియు అవశేషాలను వెనుకకు, కాల రంధ్రం లేదా ఇతర వస్తువులను వదిలివేయవు.

ఈ భౌతిక శాస్త్రం మనం “మాస్ గ్యాప్” అని పిలిచే వాటిని కాల రంధ్రాలలో సృష్టిస్తుంది. ఒక చిన్న కాల రంధ్రం బహుశా చనిపోతున్న నక్షత్రం నుండి పట్టభద్రురాలైంది. కానీ సూర్యుని ద్రవ్యరాశి కంటే 60 రెట్లు కంటే భారీ కాల రంధ్రం, సూపర్మేషన్ కాల రంధ్రం కానప్పటికీ, చనిపోతున్న నక్షత్రం నుండి నేరుగా పట్టభద్రుడయ్యాడు.

సామూహిక అంతరం యొక్క ఖచ్చితమైన పరిమితి ఇప్పటికీ కొంచెం అనిశ్చితంగా ఉంది మరియు చాలా మంది ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు మరింత ఖచ్చితమైన కొలతలపై పనిచేస్తున్నారు. అయినప్పటికీ, సామూహిక అంతరాలు ఉన్నాయని మరియు మేము పరిమితికి దగ్గరగా ఉన్నామని మాకు నమ్మకం ఉంది.

మేము ఈ తేలికపాటి నల్లజాతీయులలోని కాల రంధ్రాలను లైట్ ఇంటర్మీడియట్ మాస్ (తేలికపాటి IMBHS) లో పిలుస్తాము ఎందుకంటే అవి చనిపోతున్న నక్షత్రాల యొక్క వివిధ వనరుల నుండి మేము ఆశిస్తున్న తక్కువ భారీ కాల రంధ్రాలు. అవి ఇకపై నల్ల పిండి రంధ్రాలుగా పరిగణించబడవు.

వారిని “మధ్యవర్తులు” అని పిలవడం కూడా వారు ఎందుకు ప్రత్యేకమైనవారో బాగా పట్టుకోరు. అవి ప్రత్యేకమైనవి ఎందుకంటే అవి కనుగొనడం చాలా కష్టం, ఖగోళ సంఘటనలు ఏ ఖగోళ సంఘటనలు వాటిని సృష్టించగలవని ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలకు ఇంకా తెలియదు మరియు ఎందుకంటే విశ్వం ఎలా పెరుగుతుంది మరియు అభివృద్ధి చెందుతుంది అనే దానిపై వారు జ్ఞానంలో అంతరాన్ని నింపుతారు.

కాంతి imbhs యొక్క సాక్ష్యం

మా పరిశోధనలో, మేము 11 ఈవెంట్స్ అభ్యర్థులను మూడవ రౌండ్ LIGO పరిశీలనలలో కాల రంధ్రాల విలీనం అని విశ్లేషించాము. ఈ అభ్యర్థులు గురుత్వాకర్షణ తరంగాల సంకేతాలు, ఇవి ఆశాజనకంగా అనిపించాయి, కాని ఇంకా ధృవీకరించడానికి మరింత విశ్లేషణ అవసరం.

మేము విశ్లేషించిన 11 కోసం, బ్లాక్ పోస్ట్-ఫ్యూజన్ బ్లాక్ హోల్ తేలికపాటి IMBHS పరిధిలో నిలబడి ఉండవచ్చని డేటా సూచించింది. మా విశ్లేషణ 90% విశ్వాసంతో తేలికపాటి imbhs గా పరిగణించబడిన ఐదు బ్లాక్ బ్లాక్ రంధ్రాలను మేము కనుగొన్నాము.

మరీ ముఖ్యంగా, ఈ సంఘటనలలో ఒక కాలంలో “తండ్రి” అనే కాల రంధ్రం ఉందని మేము కనుగొన్నాము, అది సామూహిక గ్యాప్‌లో ఉంది, మరియు రెండు సామూహిక అంతరం పైన కాల రంధ్రాలు ఉన్నాయి. ఈ కాల రంధ్రాలు నక్షత్రాల పతనం నుండి నేరుగా సంభవించలేవని మనకు తెలిసినట్లుగా, ఈ ఆవిష్కరణ విశ్వం అటువంటి భారీ కాల రంధ్రాలను సృష్టించడానికి వేరే మార్గం ఉందని సూచిస్తుంది.

ఒక కాల రంధ్రం “తండ్రి” ఇంత భారీగా ఇప్పటికే గతంలో విలీనం అయిన రెండు ఇతర కాల రంధ్రాల ఉత్పత్తి కావచ్చు, కాబట్టి ఎక్కువ మంది IMBH లను గమనించడం వల్ల కాల రంధ్రాలు ఒకరినొకరు “కనుగొని విశ్వంలో విలీనం చేయగలవని అర్థం చేసుకోవడానికి మాకు సహాయపడుతుంది.

కాల్ దాని నాల్గవ తరగతి పరిశీలనల చివరి దశలో ఉంది. ఈ పని మూడవ రౌండ్ పరిశీలనల నుండి డేటాను ఉపయోగించినందున, ఈ క్రొత్త డేటా సమితికి మా విశ్లేషణను వర్తింపజేయడానికి మేము సంతోషిస్తున్నాము. తేలికపాటి IMBHS కోసం వెతకడం కొనసాగించాలని మేము ఆశిస్తున్నాము మరియు ఈ క్రొత్త డేటాతో, అన్ని శబ్దాలలో భారీ కాల రంధ్రాల యొక్క ఈ సంకేతాలను మరింత నమ్మకంగా ఎలా “వినడం” గురించి మన అవగాహనను మెరుగుపరుస్తాము.

ఈ పని సాధారణంగా తేలికపాటి IMBH ల యొక్క పరికల్పనను బలపరుస్తుందని, కానీ అవి ఎలా ఏర్పడ్డాయో స్పష్టం చేయడానికి కూడా సహాయపడతాయని మేము ఆశిస్తున్నాము.

బిల్ స్మిత్ EMIT అనే NSF రీసెర్చ్ స్కాలర్‌షిప్ నుండి ఫైనాన్సింగ్ పొందుతాడు.

కరణ్ జానీ LIGO సైంటిఫిక్ సహకారంతో అనుబంధంగా ఉన్నారు.

క్రిస్టల్ రూయిజ్-రోచా EMIT అని పిలువబడే NSF రీసెర్చ్ స్టాక్ ఎక్స్ఛేంజ్ నుండి నిధులు పొందుతాడు.