Ang mga flare mula sa Supermassive Binary Black Hole OJ 287 ay naglalagay ng hadlang sa "No Hair Theorem"

NASA's Ang infra-red observatory na Spitzer ay naobserbahan kamakailan ang flare mula sa napakalaking binary Black hole system OJ 287, sa loob ng tinantyang agwat ng oras na hinulaang ng modelong binuo ng mga astrophysicist. Sinubukan ng obserbasyong ito ang iba't ibang aspeto ng General Relativity, ang "No-hair theorem", at pinatunayan na ang OJ 287 ay talagang pinagmumulan ng infra-red. Gravitational Waves.

Ang OJ 287 kalawakan, na matatagpuan sa Cancer constellation na 3.5 bilyong light years ang layo mula sa Earth, ay may dalawa black hole – ang mas malaki na may higit sa 18 bilyong beses masa ng Araw at ang pag-oorbit dito ay mas maliit Black hole na may humigit-kumulang 150 milyong beses ang solar masa, at bumubuo sila ng binary Black hole sistema. Habang umiikot sa mas malaki, mas maliit Black hole bumagsak sa napakalaking accretion disk ng gas at alikabok na nakapalibot sa mas malaking kasama nito, na lumilikha ng isang flash ng liwanag na mas maliwanag kaysa sa isang trilyon bituin.

Ang mas maliit Black hole bumabangga sa accretion disk ng mas malaki nang dalawang beses sa bawat labindalawang taon. Gayunpaman, dahil sa hindi regular na pahaba nito orbita (tinatawag na quasi-Keplarian sa mathematical na terminology, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba), ang mga flare ay maaaring lumitaw sa iba't ibang oras - minsan kasing liit ng isang taon ang pagitan; sa ibang pagkakataon, hanggang 10 taon ang pagitan (1). Ilang mga pagtatangka na gawing modelo ang orbita at ang paghula kung kailan magaganap ang mga flare ay hindi matagumpay hanggang noong 2010, nang gumawa ang mga astrophysicist ng isang modelo na maaaring mahulaan ang kanilang paglitaw na may error na mga isa hanggang tatlong linggo. Ang katumpakan ng modelo ay ipinakita sa pamamagitan ng paghula sa hitsura ng isang flare noong Disyembre 2015 hanggang sa loob ng tatlong linggo.

Isa pang mahalagang piraso ng impormasyon na napunta sa paggawa ng isang matagumpay na teorya ng binary Black hole system OJ 287 ay ang katotohanan na supermassive black hole maaaring pagmulan ng gravitational waves – na itinatag pagkatapos ng eksperimental na pagmamasid ng gravitational waves noong 2016, ginawa sa panahon ng pagsasama ng dalawang supermassive black hole. Ang OJ 287 ay hinulaang ang pinagmulan ng infra-red gravitational waves Na (2).

Noong 2018, isang grupo ng mga astrophysicist ang nagbigay ng mas detalyadong modelo, at inaangkin na mahuhulaan ang tiyempo ng mga flare sa hinaharap sa loob ng ilang oras (3). Ayon sa modelong ito, ang susunod na flare ay magaganap sa Hulyo 31, 2019 at ang oras ay hinulaang may error na 4.4 na oras. Hinulaan din nito ang liwanag ng epekto-induced flare na magaganap sa kaganapang iyon. Ang kaganapan ay nakunan at kinumpirma ni NASA's Spitzer Puwang Telescope (4), na nagretiro noong Enero 2020. Upang maobserbahan ang hinulaang kaganapan, ang Spitzer ang tanging pag-asa namin dahil ang flare na ito ay hindi makikita ng anumang teleskopyo sa lupa o sa Earth. orbita, dahil ang Araw ay nasa Cancer constellation na may OJ 287 at Earth na nasa magkabilang panig nito. Ang obserbasyon na ito ay nagpatunay din na ang OJ 287 ay naglalabas gravitational waves sa infra-red wavelength, gaya ng hinulaang. Ayon sa iminungkahing teoryang ito, inaasahang magaganap ang impact-induced flare mula sa OJ 287 sa 2022.

Ang mga obserbasyon sa mga flare na ito ay naglalagay ng hadlang sa "Walang hair theorem” (5,6) na nagsasaad na habang black hole walang tunay na mga ibabaw, may hangganan sa kanilang paligid kung saan wala – kahit liwanag – ang makakatakas. Ang hangganang ito ay tinatawag na event horizon. Ang teorama na ito ay nag-post din na ang bagay na bumubuo ng isang black-hole o nahuhulog dito ay "naglalaho" sa likod ng Black hole abot-tanaw ng kaganapan at samakatuwid ay permanenteng hindi naa-access sa mga panlabas na tagamasid, na nagmumungkahi na black hole "walang buhok". Ang isang agarang kahihinatnan ng teorama ay ang black hole maaaring ganap na mailalarawan sa kanilang masa, electric charge at intrinsic spin. Ayon sa ilang mga siyentipiko, ang panlabas na gilid ng black-hole, ibig sabihin, ang horizon ng kaganapan, ay maaaring maging bumpy o irregular, kaya sumasalungat sa "No hair theorem". Gayunpaman, kung kailangang patunayan ng isang tao ang kawastuhan ng "No hair theorem", ang tanging kapani-paniwalang paliwanag ay ang hindi pantay na distribusyon ng masa ng malaking black-hole ay makakasira sa puwang sa paligid nito sa paraang hahantong sa pagbabago ng landas ng mas maliit Black hole, at baguhin naman ang timing ng mga black hole banggaan sa accretion disk sa partikular na iyon orbita, kaya nagdudulot ng pagbabago sa oras ng paglitaw ng mga flare na naobserbahan.

Tulad ng inaasahan, black hole mahirap suriin. Kaya naman, habang sumusulong tayo, marami pang pang-eksperimentong obserbasyon tungkol sa Black hole ang mga pakikipag-ugnayan, sa paligid gayundin sa iba pang black hole, ay dapat pag-aralan bago makumpirma ng isa ang bisa ng "No hair theorem".

***

Sanggunian:

1. Valtonen V., Zola S., et al. 2016, "Primary black hole spin sa OJ287 gaya ng tinutukoy ng General Relativity sentenaryo flare", Astrophys. J. Lett. 819 (2016) no.2, L37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
2. Abbott BP., et al. 2016. (LIGO Scientific Collaboration at Virgo Collaboration), "Obserbasyon ng Gravitational Waves mula sa Binary Black Hole Merger", Phys. Si Rev. Lett. 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
3. Dey L., Valtonen MJ., Gopakumar A. et al 2018. "Pagpapatunay sa Presensya ng Relativistic Massive Black Hole Binary sa OJ 287 Gamit ang Pangkalahatang Relativity Centenary Flare Nito: Pinahusay na Mga Parameter ng Orbital", Astrophys. J. 866, 11 (2018). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
4. Laine S., Dey L., et al 2020. "Spitzer Observations of the Predicted Eddington Flare from Blazar OJ 287". Astrophysical Journal Letters, vol. 894, No. 1 (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
5. Gürlebeck, N., 2015. "No-Hair Theorem para sa Black Holes sa Astrophysical Environment", Pisikal Suriin Sulat 114, 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
6. Hawking Stephen W., et al 2016. Malambot na Buhok sa Black Holes. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf

***