Read Time:13 Minute
2023 നവംബർ 23, ഇന്ത്യൻ സമയം 7:24:30 PM ന്, LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) സഹകരണം ഇതുവരെ നിരീക്ഷിച്ചിട്ടുള്ളതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും ഉയർന്ന മാസുള്ള രണ്ട് ബ്ലാക്ക് ഹോളുകളുടെ കൂട്ടിയിടി മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഒരു ഗുരുത്വതരംഗ സിഗ്നൽ കണ്ടെത്തി. ഇതിന് ആ തീയതിയെ കൂടി സൂചിപ്പിക്കുന്ന രീതിയിൽ GW231123 എന്നാണ് പേര് നൽകിയിരിക്കുന്നത്. ഈ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾ (തമോദ്വാരം) അതിശയകരമാംവിധം വേഗത്തിൽ കറങ്ങുകയായിരുന്നു. കൂടാതെ അവയുടെ ഓരോന്നിന്റെയും മാസ് വൻനക്ഷത്രങ്ങൾ എങ്ങനെ പരിണമിക്കുകയും, അവയുടെ ജീവിതം അവസാനിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ചും ഉള്ള നിലവിലുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങളെ വെല്ലുവിളിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
സിഗ്നലിന്റെ കണ്ടെത്തൽ
നാലാമത്തെ LVK നിരീക്ഷണ പരമ്പരയുടെ തുടക്കത്തിൽ (O4a) അമേരിക്കയിലെ ഹാൻഫോർഡിലെയും ലിവിംഗ്സ്റ്റണിലെയും രണ്ട് സംവിധാനങ്ങളായ LIGO (Advanced LIGO) ഡിറ്റക്ടറുകളാണ് ഈ തരംഗങ്ങളെ കണ്ടെത്തിയത്. ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഈ സിഗ്നൽ ഒരു സെക്കൻഡിൻ്റെ പത്തിലൊന്ന് മാത്രമേ നീണ്ടു നിന്നുള്ളുവെങ്കിലും വളരെ വ്യക്തമായിരുന്നു, സാധാരണ ഡിറ്റക്ടർ നോയ്സിനേ ക്കാൾ (noise) 20 മടങ്ങ് ഉച്ചത്തിൽ. ഇത് ‘ഡാറ്റ’ യിലെ ക്രമരഹിതമായ ഒരു മങ്ങൽ അല്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വമായ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് (‘സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ’) പരിശോധനകൾ നടത്തി. ആയിരക്കണക്കിന് വർഷത്തെ വ്യാജ ‘ഡാറ്റ’യെ അനുകരിക്കുന്ന സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച്, GW231123 നെ അനുകരിക്കുന്ന ക്രമരഹിതമായ നോയ്സിന്റെ (Random noise) സാധ്യത 10,000 വർഷത്തിലൊരിക്കൽ കുറവാണെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി ! ഇത് സിഗ്നലിന്റെ ഭൗമേതര ഉത്ഭവത്തിലും അതിനാൽ ഈ ഗുരുത്വാകർഷണ-തരംഗ സിഗ്നലിന്റെ യാഥാർത്ഥ്യത്തിലും ഞങ്ങൾക്ക് അങ്ങേയറ്റം ആത്മവിശ്വാസം നൽകുന്നു.
ചിത്രം 1: LIGO ഹാൻഫോർഡ്, ലിവിംഗ്സ്റ്റൺ ഡിറ്റക്ടറുകളിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റയിലെ GW231123 സിഗ്നൽ. മുകളിലെ പാനലുകൾ ചാരനിറത്തിലുള്ള ട്രെയ്സുകൾ രേഖപ്പെടുത്തപ്പെട്ട ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു. നീല ബാൻഡ് ഗുരുത്വ തരംഗത്തിൻ്റെ ഗണിതമാതൃക കാണിക്കുന്നു. താഴെയുള്ള പാനലുകൾ സ്പെക്ട്രോഗ്രാമുകളാണ്, ടൈം-ഫ്രീക്വൻസി മാപ്പുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. തിളക്കമുള്ള നിറങ്ങൾ ശക്തമായ ഒരു സിഗ്നലിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
സിഗ്നലിന് പിന്നിലെ ഉറവിടം
രണ്ട് ബ്ലാക്ക് ഹോളുകളുടെ ലയനത്തിൽ നിന്നാണ് ഈ സിഗ്നൽ വന്നതെന്ന് ഡാറ്റ ഉറപ്പിക്കുന്നു. ഈ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകളെക്കുറിച്ച് (അവ എത്ര വലുതായിരുന്നു, എത്ര വേഗത്തിൽ കറങ്ങുന്നു) ഐൻസ്റ്റൈന്റെ പൊതു ആപേക്ഷികതാ സിദ്ധാന്തത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നിരവധി മോഡലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വ്യത്യസ്ത ബ്ലാക്ക്ഹോൾ ജോഡികൾക്ക് അത്തരമൊരു സിഗ്നൽ എങ്ങനെയായിരിക്കുമെന്ന് കണ്ടെത്താൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിച്ചു.
ഈ മോഡലുകളുമായി വിവരങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്തപ്പോൾ, മേല്പറഞ്ഞ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾക്ക് യഥാക്രമം സൂര്യന്റെ മാസിന്റെ ഏകദേശം 137 ഇരട്ടിയും 103 ഇരട്ടിയും മാസുണ്ടെന്ന് ഞങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. ഇതുവരെ നിരീക്ഷിച്ചതിൽ വച്ച് ഏറ്റവും വലിയ ബ്ലാക്ക് ഹോൾ ബൈനറി എന്ന നിലയിൽ ഇത് GW190521 നെ പിന്‍തള്ളുകയും ചെയ്തു. മാത്രമല്ല ഇത് ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങളാൽ കണ്ടെത്തിയവയിൽ ഏറ്റവും വേഗത്തിൽ കറങ്ങുന്ന ബ്ലാക്ക്ഹോൾ ബൈനറി യുമാണെന്ന് കണക്കാക്കുന്നു.
ഈ കൂട്ടിയിടി സൂര്യന്റെ 182 നും 251 നും ഇടയിൽ ഇരട്ടി മാസുള്ള ഒരു ബ്ലാക്ക് ഹോൾ സൃഷ്ടിച്ചു. ഇത് ഇന്റർമീഡിയറ്റ്-മാസ് ബ്ലാക്ക്ഹോൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന അപൂർവ ബ്ലാക്ക്ഹോളുകളുടെ വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു. ഇത് സാധാരണ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ പരിണാമത്തിൽ നിന്ന് രൂപം കൊള്ളുന്നതിനേക്കാൾ വലിയതും എന്നാൽ ഗാലക്സികളുടെ കേന്ദ്രങ്ങളിൽ പതിയിരിക്കുന്ന സൂപ്പർമാസിവ് ബ്ലാക്ക്ഹോളുകളേക്കാൾ വളരെ മാസ് കുറഞ്ഞതുമാണ്. GW231123, GW190521 എന്നിവയുടെ ലയന അവശിഷ്ടങ്ങൾ ഈ അവ്യക്തവും ഇടത്തരം വലിപ്പമുള്ളതുമായ ബ്ലാക്ക്ഹോളുകളുടെ ഏറ്റവും വ്യക്തമായ ഗുരുത്വാകർഷണ-തരംഗ കണ്ടെത്തലുകളായി വേറിട്ടുനിൽക്കുന്നു.
ഈ സവിശേഷതകൾ രസകരമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
നക്ഷത്ര പരിണാമത്തെക്കുറിച്ചുള്ള നിലവിലുള്ള സിദ്ധാന്തങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് ഏകദേശം 60 നും 130 നും ഇടയിൽ സൗരമാസുള്ള ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾ അപൂർവമോ നിലവിലില്ലാത്തതോ ആയിരിക്കണമെന്നാണ്. പരമ്പരാഗത നക്ഷത്ര പരിണാമം അവയുടെ ഉത്ഭവം പൂർണ്ണമായി വിശദീകരിച്ചേക്കില്ല എന്നാണ് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.
ഈ ബ്ലാക്ക്ഹോളുകളിൽ ഒന്നോ ഒരു പക്ഷേ, രണ്ടോ മുൻ കാലങ്ങളിലെന്നോ നടന്ന ബ്ലാക്ക് ഹോൾ ലയനങ്ങളുടെ ഫലമായി രൂപപ്പെട്ടതാകാമെന്നതാണ് ഒരു അമ്പരപ്പിക്കുന്ന സാധ്യത. ഇത് അവയുടെ ഉയർന്ന മാസും കറക്കവും വിശദീകരിക്കും, കൂടാതെ അവ വളരെ സാന്ദ്രമായ ഒരു ജ്യോതിർഭൗതിക അന്തരീക്ഷത്തിലാണ് നിലനിന്നിരുന്നതെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു ന്യൂക്ലിയർ സ്റ്റാർ ക്ലസ്റ്റർ അല്ലെങ്കിൽ സജീവമായ ഒരു ഗാലക്സി ന്യൂക്ലിയസ്, അവിടെ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾ കൂട്ടിയിടിക്കാൻ സാമാന്യം സാധ്യതയുണ്ട്.
ഈ സാന്ദ്രമായ ചുറ്റുപാടുകൾ നീളമേറിയതോ വികേന്ദ്രീകൃതമോ ആയ പാതകളിൽ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകൾ പരസ്പരം പരിക്രമണം ചെയ്യുന്നതിന് കാരണമാകാം. എന്നാൽ അവ ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കുമ്പോൾ ക്രമേണ ചുരുങ്ങുന്ന ഏതാണ്ട് ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ഭ്രമണപഥങ്ങളിൽ അവ സർപ്പിളമായി നീങ്ങുന്നുവെന്ന് ഞങ്ങളുടെ മോഡലുകൾ നിലവിൽ അനുമാനിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഭ്രമണപഥങ്ങൾ വളരെ വികേന്ദ്രീകൃതമാണെങ്കിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ലയിക്കുന്നതിന് തൊട്ടുമുമ്പ്, അത് പുറത്തുവിടുന്ന തരംഗരൂപങ്ങളെ ഞങ്ങളുടെ മോഡലുകൾ പിടിച്ചെടുക്കാത്ത വിധത്തിലാകാം. GW231123 ഈ സാധ്യത തുറന്നിരിക്കുന്നു. ഇതു പരീക്ഷിക്കാൻ നൂതന മോഡലുകൾ ആവശ്യമാണ്.
ഗുരുത്വാകർഷണ ലെൻസിംഗ്, ആദിമ ബ്ലാക്ക്ഹോളുകൾ, കോർ-കൊളാപ്സ് സൂപ്പർനോവകൾ, ബോസോൺ നക്ഷത്ര ലയനങ്ങൾ, കോസ്മിക് സ്ട്രിങ്ങുകൾ എന്നിവ പോലുള്ള ഇതുപോലുള്ള ഒരു സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിച്ചേക്കാവുന്ന സാഹചര്യങ്ങൾ താരതമ്യേന സാധ്യത കുറഞ്ഞവയാണ്.
ലയനത്തിന്റെ അവസാന നിമിഷങ്ങൾ
LVK നിരീക്ഷിക്കുന്ന മിക്ക ബ്ലാക്ക് ഹോൾ ലയനങ്ങൾക്കും (ഇത് എഴുതുന്ന സമയത്ത് ഏകദേശം 300) സിഗ്നലിന്റെ മുൻ ഭാഗങ്ങളോടാണ് കൂടുതലും സെൻസിറ്റീവ് ആയി കാണപ്പെടുന്നത്, എന്നിരുന്നാലും ഈ സിഗ്നലിന്റെ വലിയ മാസ് കാരണം, GW231123 അതിന്റെ മഹത്തായ അന്തിമഫലത്തിന്റെ ഏറ്റവും വ്യക്തമായ കാഴ്ച നമുക്ക് നൽകി: ലയനത്തിന്റെയും റിംഗ്ഡൗൺ ഘട്ടത്തിന്റെയും, പുതുതായി രൂപംകൊണ്ട ബ്ലാക്ക്ഹോൾ ഗുരുത്വാകർഷണ തരംഗങ്ങളിലൂടെ ഊർജം പ്രസരിപ്പിക്കുകയും, വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യുകയും ഒടുവിൽ നിശബ്ദതയിലേക്ക് ഒരു മണി മുഴങ്ങുന്നത് പോലെ സ്ഥിരതയുള്ള അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുകയും ചെയ്യുന്ന ഘട്ടം.
സിഗ്നലിന്റെ ഈ അവസാന നിമിഷത്തെ സാമാന്യ ആപേക്ഷികതാസിദ്ധാന്തത്തിന്റെ പ്രവചനങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്തപ്പോൾ സിദ്ധാന്തവും ഞങ്ങളുടെ ഡാറ്റയും തമ്മിൽ ശക്തമായ യോജിപ്പ് കണ്ടെത്തിയിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, GW231123 ന്റെ സവിശേഷതകൾ ഞങ്ങളുടെ മോഡലുകളെ അവയുടെ പരിധികളിലേക്ക് എത്തിക്കുന്നു, അവ ചില സവിശേഷതകൾ വിശദീകരിക്കാനാകാതെ വിടുകയും ഞങ്ങളുടെ തരംഗരൂപങ്ങൾ മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുന്ന മേഖലകളിലേക്ക് വിരൽ ചൂണ്ടുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഉപസംഹാരം
കുറച്ച് വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ്, GW190521 ന്റെ സംഗ്രഹത്തിൽ, റെക്കോർഡുകൾ തകർക്കപ്പെടേണ്ടതാണെന്ന് ഞങ്ങൾ പറഞ്ഞിരുന്നു, GW231123 അത് തന്നെയാണ് ചെയ്തത്. അതേസമയം തന്നെ ഈ കണ്ടെത്തൽ അസാധാരണവും വ്യാഖ്യാനിക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതുമായി വേറിട്ടുനിൽക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത നക്ഷത്ര പരിണാമത്തിനപ്പുറം ബ്ലാക്ക് ഹോൾ രൂപീകരണത്തിനുള്ള ബദൽ മാർഗങ്ങൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ ഇത് നമ്മെ നിർബന്ധിക്കുന്നു, കൂടാതെ നമ്മുടെ നിലവിലെ തരംഗരൂപ മാതൃകകളുടെ പരിമിതികൾ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നു ഗുരുത്വ തരംഗങ്ങളിലൂടെ പ്രപഞ്ചത്തെ നിരീക്ഷിക്കുന്നത് തുടരുമ്പോൾത്തന്നെ, പ്രപഞ്ചം ഇപ്പോഴും നിരവധി ആശ്ചര്യങ്ങൾ കാത്തുസൂക്ഷിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് GW231123 ഓർമ്മപ്പെടുത്തുന്നു. അവ നമ്മൾ കണ്ടെത്താൻ തുടങ്ങിയിട്ടേയുള്ളൂ.
ഈ വലിയ കണ്ടെത്തൽ നടത്തിയ ആയിരത്തിലധികം പേരുടെ കൂട്ടായ്മയിലെ അംഗങ്ങളായ ശ്രീകാന്ത് ഹരികുമാറും പ്രസിയ പി യും തയ്യാറാക്കിയ മലയാള സംക്ഷിപ്തം. (ഇംഗ്ലീഷ് ഒറിജിനൽ https://ligo.org/science-summaries/GW231123/)
അധികവായനയ്ക്ക്
- https://ligo.org/
- https://www.virgo-gw.eu/
- https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/
- പൂർണ്ണ ശാസ്ത്രലേഖനത്തിന്റെ സൗജന്യ പ്രീപ്രിന്റ് വായിക്കാം
- ഇംഗ്ലീഷ് ഒറിജിനൽ വായിക്കാം
Black hole LUCA
തമോദ്വാരങ്ങള്‍ അഥവാ ബ്ലാക്ക് ഹോളുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ലൂക്ക ലേഖനങ്ങളുടെയും വീഡിയോകളുടെയും ക്രോഡീകരണം. ബട്ടണ്‍ ക്ലിക്ക് ചെയ്യുക.
l
Happy
50 %
Sad
0 %
Excited
50 %
Sleepy
0 %
Angry
0 %
Surprise
0 %
0
0
Saw the news on WION newschannel on 14.07.25.
One of the series on Astronomy by Discovery Science (5AM daily without commercial interruption) describes previous mergers, how three black-hole revolutions allow the two to come within 3 light year distance, weight difference being emitted as gravity waves, etc. Great Hawkins was desperately after micro black-holes.
Ramachandran P K