عندما يدور ثقبان أسودان حول بعضهما البعض ثم يندمجان، يرسلان تموجات عبر الكون تُعرف بالموجات الثقالية. تحمل هذه الموجات بصمة الطريقة التي تحرك بها الجرمان قبل الاصطدام. ومن خلال شكل هذه "الرقصة" يمكننا معرفة مدى اقتراب الجرمان من كونهما ثقبين أسودين مثاليين.
لكل ثقب أسود، مثل القمة الدوّارة، كتلة وسرعة دوران. لكن لديه أيضًا خصائص أدق، مثل كيفية توزيع مادته وكيفية "تسطيحه" بسبب الدوران. تُعرف هذه الخصائص بالعزوم. إذا كان الجرم ثقبًا أسود حقيقيًا، فإن جميع عزومه تُحدد بشكل فريد من كتلته ودورانه. أما إذا كان شيئًا آخر، فقد تختلف العزوم.
في الدراسة الجديدة، أخذ العلماء بيانات من الحدث الأخير GW241011. وقارنوا سلوك الجرمين المندمجين بما تتنبأ به النظرية للثقوب السوداء. وركزوا بشكل خاص على عزمين: العزم الرباعي (quadrupole moment) والعزم الثماني (octupole moment). الأول مرتبط بالتسطيح، والثاني بعدم تماثل أدق.
لم يجدوا أي انحرافات. هذا يعني أن الجرمان تصرفا كثقبين أسودين حقيقيين. ولأول مرة، تمكنوا من تحديد العزم الثماني، الذي لم يقسه أحد من قبل. الآن لدينا أداة إضافية للتحقق مما إذا كنا نرى بالفعل ثقوبًا سوداء أم شيئًا غريبًا آخر.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.09828
All multipole moments of a Kerr black hole are uniquely determined by its mass and spin. Gravitational wave observations can test this prediction by measuring spin-induced multipole moments imprinted on the inspiral phase of compact binary mergers. In this Letter, we show that the recently reported compact binary coalescence GW241011 enables a simultaneous test of deviations in the spin-induced quadrupole and octupole moments of the binary components from their black hole values. We find no evidence for deviations from the Kerr prediction and place the first constraints on spin-induced octupole moments of the compact binary. This approach complements tests of the Kerr nature of compact binary merger remnants based on quasinormal mode measurements in the ringdown phase.
الموجات الثقالية الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء ضعيفة جدًا لدرجة أن كاشفات LIGO وVirgo تلتقط اهتزازات أصغر بآلاف المرات من حجم البروتون.
في فيلم "Interstellar"، يظهر الثقب الأسود Gargantua بدقة علمية عالية، حيث تم حساب مظهره باستخدام معادلات مشابهة لتلك التي تم اختبارها في هذه الدراسة.