Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, Princeton Üniversitesi’nden bir bilim insanı, kara delik simülatörlerinin birleşmesi üzerine ilk doğrusal olmayan çalışmayı gerçekleştirdi ve bu nesnelerin yaydığı yerçekimsel dalga sinyallerinin doğasını anlamaya çalıştı. Bu keşif, kara deliklerin ve benzeri aşırı nesnelerin daha doğru bir şekilde tanımlanmasına yardımcı olabilir.
Kara delik simülatörleri, kara delikleri, özellikle yerçekimsel dalga sinyallerini ve çevredeki nesneler üzerindeki etkilerini taklit eden varsayımsal astronomik nesnelerdir. Ancak olay ufkundan yoksundurlar.
Physical Review Letters’da yayınlanan araştırma, bozonik yıldızlar adı verilen bir tür kara delik taklidine odaklanıyor. Bunları kara deliklerden ayırmanın anahtarı, bozonik yıldızlar çarpışıp birleştiğinde yayılan kütleçekim dalgalarında yatmaktadır.
Bozon yıldızları, spinsiz bozonlar olan varsayımsal eksenler gibi skaler bozonlardan oluşur, yani kendilerine ait açısal momentumları yoktur. Skaler parçacık alanları, güçlü etkileşimlere ihtiyaç duymadan yerçekimsel olarak bağlı, kararlı bir konfigürasyon oluşturur.
Önceki araştırmalar, ikili bir bozonik yıldız sisteminin birleşmesinin, şiddetli süreçlerin neden olduğu uzay-zamandaki dalgalanmalar olan yerçekimsel dalga sinyalleri ürettiğini göstermişti. Ancak bu sinyaller, kara delik simülatörünün iç yapısından bağımsız olarak kara delik çökmesi (veya birleşme sonrası aşama) sinyalleriyle tamamen aynıdır.
Yayılan yerçekimsel dalga sinyallerindeki fark, ışığın simülatörün içinden geçmesinin belirli bir süresinden sonra görülebilir; bu, ışığın nesnenin çapını kat etmesi için gereken süredir. Bir kara delik simülatörü durumunda bu, tekrarlanan “yerçekimi yankıları” patlamalarıyla karakterize edilir.
Çalışma, halka bozunumlu yerçekimsel dalga sinyalinin, uzun ömürlü bir yerçekimsel dalga bileşeninin yanı sıra, daha önce düşünülenden farklı özelliklere sahip patlama benzeri bir bileşen içerdiğini gösterdi. Normal bir ikili kara delik birleşmesi ve çökmesinde bu bileşenlerin hiçbiri mevcut değildir.
Bu keşif, kara delik davranışı paradigmasını test etmeyi amaçlayan gelecekteki kütleçekim dalgası çalışmalarına rehberlik sağlayabilir. Ek olarak çalışma, patlamaların zamanlamasının birleşmede yer alan daha küçük bozonik yıldızın boyutuna bağlı olduğunu buldu.