Një dridhje nga errësira është leximi midis rreshtave për të modeluar vrimën e zezë qendrore të galaktikës sonë

Pamja mund të jetë mashtruese. Drita nga një llambë inkandeshente duket e qëndrueshme, por ajo dridhet 120 herë në sekondë. Për shkak se truri percepton vetëm një mesatare të informacionit që merr, kjo dridhje është e paqartë dhe perceptimi i ndriçimit të vazhdueshëm është një iluzion i thjeshtë.

Ndërsa drita nuk mund t’i shpëtojë një vrime të zezë, shkëlqimi i ndritshëm i gazit që rrotullohet me shpejtësi ka dridhjen e tij unike. Në një punim të fundit, të botuar në Astrophysical Journal Letters, Lena Murchikova, William D. Loughlin Anëtar në Institutin për Studime të Avancuara; Chris White nga Universiteti Princeton; dhe Sean Ressler i Universitetit të Kalifornisë Santa Barbara ishin në gjendje të përdornin këtë dridhje delikate për të ndërtuar modelin më të saktë deri më sot të vrimës së zezë qendrore të galaktikës sonë – Shigjetari A* (Sgr A*) – duke ofruar njohuri për vetitë si struktura dhe lëvizje.

Për herë të parë, studiuesit kanë treguar në një model të vetëm historinë e plotë të mënyrës se si gazi udhëton në qendër të Rrugës së Qumështit – nga shpërthyerja nga yjet deri te rënia në vrimën e zezë. Duke lexuar midis linjave proverbiale (ose dritës që dridhet), ekipi arriti në përfundimin se fotografia më e mundshme e ushqyerjes së vrimës së zezë në qendrën galaktike përfshin rënien e drejtpërdrejtë të gazit nga distanca të mëdha, në vend të një sifonimi të ngadaltë të materialit në orbitë gjatë një periudhe të gjatë. koha.

“Vrimat e zeza janë portierët e sekreteve të tyre,” tha Murchikova. “Për të kuptuar më mirë këto objekte misterioze, ne jemi të varur nga vëzhgimi i drejtpërdrejtë dhe modelimi me rezolucion të lartë.”

Megjithëse ekzistenca e vrimave të zeza u parashikua rreth 100 vjet më parë nga Karl Schwarzschild, bazuar në teorinë e re të gravitetit të Albert Ajnshtajnit, studiuesit vetëm tani kanë filluar t’i hetojnë ato përmes vëzhgimeve.

Në tetor 2021, Murchikova publikoi një punim në Astrophysical Journal Letters, duke prezantuar një metodë për të studiuar dridhjen e vrimave të zeza në shkallën kohore prej disa sekondash, në vend të disa minutave. Ky përparim mundësoi një sasi më të saktë të vetive të Sgr A* bazuar në dridhjen e tij.

White ka punuar në detajet se çfarë ndodh me gazin pranë vrimave të zeza (ku efektet e forta të relativitetit të përgjithshëm janë të rëndësishme) dhe se si kjo ndikon në dritën që vjen tek ne. Një botim i Astrophysical Journal në fillim të këtij viti përmbledh disa nga gjetjet e tij.

Ressler ka kaluar vite duke u përpjekur të ndërtojë simulimet më realiste deri më tani të gazit rreth Sgr A*. Ai e ka bërë këtë duke përfshirë vëzhgimet e yjeve të afërt drejtpërdrejt në simulimet dhe duke gjurmuar me përpikëri materialin që ata derdhin ndërsa bie në vrimën e zezë. Puna e tij e fundit arriti kulmin në një artikull Astrophysical Journal Letters në 2020.

Murchikova, White dhe Ressler më pas u bashkuan për të krahasuar modelin e vëzhguar të dridhjes së Sgr A* me ato të parashikuara nga modelet e tyre numerike përkatëse.

“Rezultati doli të ishte shumë interesant,” shpjegoi Murchikova. “Për një kohë të gjatë, ne menduam se mund të shpërfillnim kryesisht nga erdhi gazi rreth vrimës së zezë. Modelet tipike imagjinojnë një unazë artificiale gazi, në formë të përafërt donut, në një distancë të madhe nga vrima e zezë. Ne zbuluam se modele të tilla prodhojnë modele dridhjeje që nuk janë në përputhje me vëzhgimet.”

Modeli i erës yjore të Ressler merr një qasje më realiste, në të cilën gazi i konsumuar nga vrimat e zeza fillimisht derdhet nga yjet pranë qendrës galaktike. Kur ky gaz bie në vrimën e zezë, ai riprodhon modelin e duhur të dridhjes. “Modeli nuk u ndërtua me qëllimin për të shpjeguar këtë fenomen të veçantë. Suksesi nuk ishte aspak një garanci,” komentoi Ressler. “Pra, ishte shumë inkurajuese të shihje modelin të ketë sukses kaq dramatik pas vitesh pune.”

“Kur studiojmë dridhjen, ne mund të shohim ndryshime në sasinë e dritës së emetuar nga vrima e zezë sekondë pas sekonde, duke bërë mijëra matje gjatë një nate të vetme”, shpjegoi White. “Megjithatë, kjo nuk na tregon se si është rregulluar gazi në hapësirë ​​siç do të bënte një imazh në shkallë të gjerë. Duke kombinuar këto dy lloje vëzhgimesh, është e mundur të zbuten kufizimet e secilit, duke marrë kështu pamjen më autentike.”