Një studim i ri i publikuar në revistën shkencore Nature Astronomy ka ofruar një matje të drejtpërdrejtë dhe shumë të saktë të fuqisë së rrymave të plazmës që dalin nga një vrimë e zezë, duke përfaqësuar një hap të rëndësishëm në astrofizikën moderne. Objekt i studimit ishte sistemi Cygnus X-1, i cili përbëhet nga një vrimë e zezë me masë yjore dhe një yll supergjigant blu që rrotullohen rreth njëri-tjetrit në një orbitë të ngushtë gravitacionale. Rezultatet treguan se rrymat e plazmës që dalin nga vrima e zezë kanë një fuqi energjetike të krahasueshme me prodhimin e rreth 10,000 diejve, duke konfirmuar në mënyrë vëzhguese modele teorike të përdorura prej dekadash për të shpjeguar ndikimin e vrimave të zeza në mjedisin e tyre.
Në këtë sistem, vrima e zezë tërheq vazhdimisht materie nga ylli shoqërues përmes një procesi të quajtur akrecion. Gazi i tërhequr nuk bie menjëherë brenda horizontit të ngjarjes, por grumbullohet në një disk rrotullues shumë të nxehtë, i quajtur disk akrecioni. Brenda këtij disku, fërkimi dhe kompresimi gravitacional e ngrohin materien në temperatura ekstreme, duke prodhuar rrezatim intensiv në rreze X. Megjithatë, një pjesë e materies nuk përthithet nga vrima e zezë; përkundrazi, ajo kanalizohet përgjatë fushave magnetike shumë të forta dhe përshpejtohet në dy drejtime të kundërta, duke formuar rryma të ngushta dhe shumë të shpejta plazme që dalin nga rajonet polare të sistemit.
Këto rryma plazme nuk janë statike. Ato ndërveprojnë drejtpërdrejt me mjedisin përreth, veçanërisht me erën e fuqishme që del nga ylli supergjigant. Kjo erë yjore përbëhet nga flukse të vazhdueshme grimcash të ngarkuara që ushtrojnë presion dinamik mbi rrymat e plazmës, duke i devijuar dhe deformuar trajektoren e tyre. Ndërsa vrima e zezë dhe ylli lëvizin në orbitën e tyre të përbashkët, këto devijime ndryshojnë në mënyrë të vazhdueshme, duke krijuar një dinamikë komplekse të lëvizjes që studiuesit e përshkruan si një model “lëvizjeje të çrregullt” të rrymave të plazmës. Pikërisht kjo ndërveprim i vazhdueshëm midis erës yjore dhe rrymave relativiste bëri të mundur matjen e drejtpërdrejtë të fuqisë së tyre.
Për të arritur këtë rezultat, studiuesit përdorën një teknikë të avancuar vëzhgimi radioastronomik të bazuar në një rrjet teleskopësh të shpërndarë në distanca shumë të mëdha në sipërfaqen e Tokës, duke krijuar një interferometër me përmasa pothuajse planetare. Kjo metodë lejon rezolucion jashtëzakonisht të lartë këndor, i domosdoshëm për të ndjekur ndryshimet delikate në drejtimin e rrymave të plazmës. Duke analizuar se si këto rryma devijoheshin nga era yjore dhe duke njohur parametrat fizikë të erës, shkencëtarët arritën të rikonstruktojnë fuqinë energjetike të rrymave në kohë reale, diçka që më parë ishte e pamundur, pasi vlerësimet bazoheshin vetëm në mesatare afatgjata.
Një nga rezultatet më të rëndësishme të studimit ishte përcaktimi i shpejtësisë së rrymave të plazmës, e cila arrin rreth 0.5 herë shpejtësinë e dritës, ose afërsisht 150,000 kilometra në sekondë. Kjo e vendos Cygnus X-1 ndër burimet më dinamike të njohura në galaktikën tonë. Po aq e rëndësishme është edhe gjetja se rreth 10% e energjisë gravitacionale e çliruar gjatë procesit të akrecionit nuk emetohet në formë rrezatimi të zakonshëm, por transferohet në këto rryma plazme dhe transportohet larg sistemit. Ky rezultat përputhet me supozimet teorike të përdorura në simulimet kozmologjike, por deri tani nuk kishte prova të drejtpërdrejta vëzhguese që ta konfirmonin atë me këtë nivel saktësie.
Këto gjetje kanë implikime të gjera për kuptimin e rolit të vrimave të zeza në evolucionin galaktik. Rrymat e plazmës janë mekanizma shumë efikasë të transferimit të energjisë nga afërsia e vrimës së zezë drejt mjedisit ndërstellar. Ato mund të ngrohin gazin përreth, të pengojnë kolapsin gravitacional të reve molekulare dhe kështu të ndikojnë drejtpërdrejt në normat e formimit të yjeve në galaktikë. Në shkallë më të gjerë, ky proces i quajtur “feedback nga vrimat e zeza” konsiderohet një element kyç në modelet e evolucionit të galaktikave.
Rëndësia e këtij studimi shtrihet përtej Cygnus X-1, pasi mekanizmat fizikë që gjenerojnë rrymat e plazmës besohet se janë universalë dhe të ngjashëm si në vrimat e zeza me masë yjore ashtu edhe në ato supermasive që ndodhen në qendrat e galaktikave. Kjo do të thotë se matjet e realizuara në këtë sistem mund të shërbejnë si standard kalibrimi për interpretimin e burimeve shumë më të largëta dhe më të fuqishme në univers.
Në perspektivë, observatorë të rinj radioastronomikë si Square Kilometer Array Observatory, aktualisht në ndërtim, pritet të zgjerojnë ndjeshëm numrin e sistemeve ku mund të studiohen rryma të tilla plazme. Matja e saktë e Cygnus X-1 do të funksionojë si pikë referimi për këto studime të ardhshme, duke ndihmuar në ndërtimin e një kuadri më të plotë fizik mbi mënyrën se si vrimat e zeza shpërndajnë energji në univers dhe ndikojnë në strukturën e tij në shkallë kozmike.
