Bir sanatçının ikili nötron yıldızları tarafından üretilen kütleçekim dalgaları izlenimi. Kredi: R. Hurt/Caltech-JPL
GW151226’nın Derin Takibi — sıradan bir ikili dosya mı yoksa düşük kütle oranlı bir birleşme mi?
Şimdi tespit ettiğimize göre yerçekimi dalgaları (GW’ler), GW’leri oluşturan sistemleri daha iyi anlamak istiyoruz. Şimdiye kadar bulunan GW’ler, kara delikler ve nötron yıldızları gibi gök cisimlerinin çarpışmalarından kaynaklanmaktadır. Bir GW tespit ettiğimizde, GW’den fırlayan nesnelerin kütlelerini ve dönüşlerini çıkarmak için “Bayes Çıkarımı” kullanırız (çıkarımı anlamak için bunu kontrol edin). 3blue1brown tarafından hazırlanan video). O zaman kütle ve dönüş kesintilerimizi şu yanıtı vermek için kullanabiliriz: Bu cisimler Evrende nerede var? Bu çarpışan cisimler galaksilerde bir araya toplanmış mı yoksa uzayda izole edilmiş mi? Ancak, kütleler ve dönüşlerle ilgili çıkarımlarımız yanlışsa, bu tür soruları yanıtlamak zorlaşır! Bu nedenle, son çalışmamda, belirli bir GW olayını hangi kütlelerin ve dönüşlerin daha iyi tanımladığını belirlemek için bir “derin takip” aracı oluşturdum.
Bu derin takip aracını “boks günü” yerçekimi dalgasını, GW151226’yı incelemek için kullandım. İlk çalışma, bu GW’nin hem standart kütleleri hem de dönüşleri olan iki kara deliğin (BH’ler) birleşmesinden olduğu sonucuna vardı. (durum A). Bununla birlikte, son çalışmalar, GW’nin garip bir sistemden kaynaklanmış olabileceği sonucuna varmıştır: bir BH diğerinden çok daha büyük olabilir ve daha hızlı bir dönüşe sahip olabilir. (B durumu)! Bu durumları temsil eden bir diyagram aşağıda Şekil 1’in sağ tarafında görülebilir.
Şekil 1: GW151226’nın iki kişiliği. (Sol) İlk ve yeni Bayes çıkarım sonuçları sırasıyla turuncu ve mavi olarak çizilir. Sabitlenmiş noktalar, A ve B durumları üzerinde derin bir takip yapıyoruz. (Sağ) A ve B vakalarının neyi temsil ettiğinin açıklayıcı versiyonları. Not: NASA’nın kara deliklerle ilgili Alan kılavuzundan esinlenen kara delik karikatürleri. Kredi bilgileri: OzGrav
“Derin takip” yöntemi, hangi ikili BH sisteminin GW’yi daha iyi tanımladığını belirlemek için bu vakaları derinlemesine incelemeyi içerir. İlk olarak, birleştirmenin bazı çıkarsanan özelliklerini tespit ediyoruz. Kara delik kütle oranı q (daha küçük BH kütlesinin daha büyük BH kütlesine oranı) ve xeff (ikilinin z yönündeki etkin dönüşü) gibi sistem. İlk ve yeni sonuçların sabitlenmiş değeri Şekil 1’in sol tarafındadır. Daha sonra bu sabitlenmiş değerlerde Bayes çıkarımı kullanırız. Çıktı, durum A ve durum B’yi karşılaştırmamıza izin veriyor. Hem standart (durum A) hem de düzensiz (durum B) kara delik çiftlerinin GW151226’yı tanımlayabildiğini ve olaya ikili kimlik gibi bir şey verdiğini görüyoruz!
Bu ikili kimlik, GW151226’ya başlangıçta düşünülenden çok daha fazla karakter verir. Örneğin, başlangıçta GW151226’nın izole bir kara delik çiftinden geldiğine inandık. Bununla birlikte, B durumundan bir BH çiftinin aktif bir galaksinin merkezinde bulunma olasılığı daha yüksektir! Son olarak, merak ediyorum: Bölünmüş kişiliklere sahip başka GW etkinlikleri var mı? Umarım, derin takip yöntemimiz bu soruları çözebilir.
Monash Üniversitesi’nden OzGrav araştırmacısı Avi Vajpeyi tarafından yazıldı.