Vrimat e zeza më të pakapshme në univers mund të fshihen në qendër të Rrugës së Qumështit

foto

Vrimat e zeza më të pakapshme në univers nuk janë ato të mëdha, apo të vogla. Ata janë ato të mesme – dhe një ekip astronomësh ka propozuar një metodë të re, duke përdorur valëzime në hapësirë-kohë, për t’i gjuajtur për ta.

foto

Vrimat e zeza të njohura vijnë në dy lloje të përgjithshme. Ka vrima të zeza me masë yjore, të cilat variojnë nga disa deri në disa dhjetëra herë më shumë se masa e diellit. Dhe pastaj janë vrimat e zeza supermasive, të cilat variojnë në masë nga një milion diell deri në 50 miliardë masa diellore.

Astronomët teorizojnë se mund të ketë disa vrima të zeza të kapura midis këtyre dy ekstremeve, të njohura si vrima të zeza me masë të ndërmjetme (IMBHs), me masa disa mijëra herë më të mëdha se dielli. Por ka një kapje: Pavarësisht se i kemi kërkuar për dekada, ne nuk kemi gjetur ende asnjë. Dhe kështu një ekip astronomësh, duke shkruar në serverin preprint arXiv.org, ka propozuar një metodë të re për të shkuar në gjueti për IMBH, duke përdorur valëzimet delikate në hapësirë-kohë të shkaktuara nga lëvizjet e vrimave të zeza nëpër qendrën e Rrugës së Qumështit.

Astronomët duan dëshpërimisht të gjejnë një IMBH sepse do t’i ndihmojë ata të bashkojnë historinë e formimit të vrimave të zeza. Për aq sa ne e kuptojmë aktualisht, vrimat e zeza gjigante nuk kanë lindur në atë mënyrë. Në vend të kësaj, ata filluan si vrima të zeza të thjeshta në masë yjore. Më pas, gjatë qindra miliona viteve, ata hodhën ujk çdo mbetje materiali që endej shumë afër, dhe ata gjithashtu gjetën njëri-tjetrin dhe u bashkuan, duke u rritur me shpejtësi në madhësinë e tyre mbresëlënëse aktuale. Kjo rritje e shpejtë sugjeron se duhet të ketë mbetur pak IMBH, sepse kjo madhësi e vrimës së zezë përfaqëson vetëm një fazë të përkohshme në rrugën e një vrime të zezë drejt supermasivitetit.

foto

Megjithatë, modele të tjera të formimit të vrimave të zeza sugjerojnë se IMBH mund të jenë në të vërtetë të zakonshme dhe thjesht të vështira për t’u zbuluar. Kushtet e ngushta të bërthamës galaktike, për shembull, mund të jenë të pjekura për të prodhuar potencialisht mijëra vrima të zeza të mëdha, por jo supermasive. Por ato IMBH mund të jenë të fshehura, pasi vrima e zezë supermasive në qendër të galaktikës do të dominonte vëzhgimet tona.

Për të ngacmuar këto mundësi, autorët e studimit të ri shpresojnë të përdorin Antenën Hapësinore me Interferometër Laser (LISA), një detektor i valëve gravitacionale të planifikuar që Agjencia Evropiane e Hapësirës shpreson ta lëshojë në vitin 2037. Observatori do të zbulojë valë gravitacionale, të cilat janë delikate valëzime në hapësirë-kohë të parashikuara për herë të parë nga Ajnshtajni, teksa kalojnë nëpër sistemin diellor. Observatorë të ngjashëm me bazë tokësore si Observatori Gravitacional i Valëve Gravitacionale me Interferometër Laser (LIGO) dhe Virgo kanë pasur tashmë sukses të jashtëzakonshëm në zbulimin e bashkimeve të vrimave të zeza me masë yjore, por ato instrumente nuk janë të ndjeshme ndaj frekuencave të nevojshme për të zbuluar sinjalet nga ndonjë gjë më e madhe.

LISA do të përbëhet nga një treshe satelitësh që rrotullohen rreth diellit që do të monitorojnë vazhdimisht distancat midis tyre. Kur vjen një valë gravitacionale, satelitët do të zbulojnë nënshkrimin sinjalizues, si bovat në oqean që njohin një valë të baticës që kalon.

Për të kërkuar për IMBH-të, astronomët duhet të shpresojnë për një pushim me fat. Nëse një IMBH në qendrën galaktike ndodh të kapë një mbetje të dendur endacake (si një vrimë e zezë më e vogël, një yll neutron ose një xhuxh i bardhë), procesi do të lëshojë valë gravitacionale që LISA mund t’i zbulojë potencialisht. Për shkak se vetë IMBH do të rrotullohet rreth vrimës së zezë supermasive qendrore, këto valë gravitacionale do t’i nënshtrohen një zhvendosjeje Doppler (si zhvendosja e frekuencave nga një ambulancë që kalon) për shkak të lëvizjes së IMBH.

Nëse mjaft IMBH fshihen në thelbin tonë galaktik, atëherë këto akte të heshtura shkatërrimi mund të lënë shenja delikate në valët gravitacionale. Megjithatë, metoda e propozuar nuk është e plotë: LISA do të jetë në gjendje të zbulojë IMBH vetëm nëse ato kanë një gamë të masës nga 1,000 në 100,000 masa diellore. Është e sigurtë që është e gjatë, por thjesht mund të funksionojë.