Një koncept artistik i një vrime të zezë supermasive, një disk materiali që rrotullohet rreth saj duke rënë brenda dhe një rreze (jet) me grimca që largohen me shpejtësi afër asaj të dritës. Kjo vrimë e zezë përfaqëson një kuazar të sapo zbuluar të ushqyer nga një vrimë e zezë. Vëzhgimet e reja nga Chandra tregojnë se kjo vrimë e zezë po rritet me një ritëm që tejkalon kufirin e zakonshëm për vrimat e zeza, të quajtur Kufiri i Eddington-it.
Kredi: NASA/CXC/SAO/M. Weiss X-ray: NASA/CXC/INAF-Brera/L. Ighina et al.; Ilustrim: NASA/CXC/SAO/M. Weiss; Përpunimi i imazhit: NASA/CXC/SAO/N. Wolk
Një vrimë e zezë po rritet me një nga ritmet më të shpejta të regjistruara ndonjëherë, sipas një ekipi astronomësh. Ky zbulim nga Observatori me Rreze X Chandra i NASA-s mund të ndihmojë të shpjegohet se si disa vrima të zeza arritën masa gjigante relativisht shpejt pas Big Bengut.
Vrima e zezë ka një masë rreth një miliard herë më të madhe se ajo e Diellit dhe ndodhet rreth 12.8 miliardë vite dritë larg Tokës, që do të thotë se astronomët po e shohin atë vetëm 920 milionë vjet pas fillimit të universit. Ajo po prodhon më shumë rreze X se çdo vrimë tjetër e zezë e parë në miliardin e parë të viteve të universit.
Kjo vrimë e zezë po furnizon atë që shkencëtarët e quajnë kuazar, një objekt jashtëzakonisht i ndritshëm që tejkalon në shkëlqim tërë galaktikat. Burimi i fuqisë së këtij “përbindëshi ndriçues” është sasia e madhe e materies që grumbullohet dhe bie drejt vrimës së zezë.
Megjithëse i njëjti ekip e kishte zbuluar këtë dy vjet më parë, duheshin vëzhgimet nga Chandra në vitin 2023 për të zbuluar se çfarë e bën këtë kuazar, RACS J0320-35, kaq të veçantë. Të dhënat me rreze X zbuluan se kjo vrimë e zezë po rritet me një ritëm që tejkalon kufirin normal për këto objekte.
“Na habiti disi kur pamë që kjo vrimë e zezë po rritej me hapa kaq të mëdhenj,” tha Luca Ighina nga Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian në Cambridge, Massachusetts, i cili udhëhoqi studimin, tashmë të botuar në The Astrophysical Journal Letters.
Kur materia tërhiqet drejt një vrime të zezë, ajo nxehet dhe prodhon rrezatim intensiv në një spektër të gjerë, përfshirë rrezet X dhe dritën optike. Ky rrezatim krijon presion mbi materialin që bie brenda. Kur ritmi i rënies së materies arrin një vlerë kritike, presioni i rrezatimit balancon gravitetin e vrimës së zezë dhe materia nuk mund të bjerë më shpejt. Ky maksimum quhet kufiri i Eddington-it.
Shkencëtarët mendojnë se vrimat e zeza që rriten më ngadalë se kufiri i Eddington-it duhet të lindin me masa rreth 10,000 diej ose më shumë, në mënyrë që të arrijnë një miliard masa diellore brenda një miliard vjetësh pas Big Bengut — siç është parë në RACS J0320-35. Një vrimë e zezë me një masë të tillë të lartë në lindje mund të rezultojë nga një proces ekzotik: kolapsi i një reje gjigante gazi të dendur me nivele jashtëzakonisht të ulëta të elementeve më të rënda se heliumi, kushte që mund të jenë shumë të rralla.
Nëse RACS J0320-35 po rritet me një ritëm të lartë — i vlerësuar në 2.4 herë kufirin e Eddington-it — dhe ka vazhduar kështu për një kohë të gjatë, atëherë vrima e zezë mund të ketë filluar në një mënyrë më konvencionale, me një masë më pak se 100 diej, e shkaktuar nga implozioni i një ylli masiv.
“Duke ditur masën e vrimës së zezë dhe duke llogaritur sa shpejt po rritet, mund të punojmë mbrapsht për të vlerësuar sa masive ka qenë në lindje,” tha Alberto Moretti nga INAF-Osservatorio Astronomico di Brera në Itali. “Me këtë llogaritje tani mund të testojmë ide të ndryshme mbi mënyrën se si lindin vrimat e zeza.”
Për të përcaktuar sa shpejt po rritet kjo vrimë e zezë (midis 300 dhe 3,000 masa diellore në vit), studiuesit krahasuan modelet teorike me nënshkrimin e rrezeve X nga Chandra, i cili tregon sasitë e rrezeve X në energji të ndryshme. Ata zbuluan se spektri i Chandra-s përputhej ngushtë me atë që pritej nga modelet e një vrime të zezë që rritet më shpejt se kufiri i Eddington-it. Të dhënat nga drita optike dhe infra të kuqe gjithashtu mbështesin interpretimin se kjo vrimë e zezë po shton masë më shpejt nga sa lejon kufiri i Eddington-it.
“Si krijoi universi gjeneratën e parë të vrimave të zeza?” tha Thomas Connor, gjithashtu nga Center for Astrophysics. “Kjo mbetet një nga pyetjet më të mëdha në astrofizikë dhe ky objekt po na ndihmon ta ndjekim përgjigjen.”
Një tjetër mister shkencor që lidhet me këtë rezultat është shkaku i rrezeve të grimcave që largohen nga disa vrima të zeza me shpejtësi afër asaj të dritës, siç shihet në RACS J0320-35. Rreze të tilla janë të rralla për kuazarët, gjë që mund të nënkuptojë se ritmi i shpejtë i rritjes së vrimës së zezë po kontribuon disi në krijimin e tyre.
Kuazari u zbulua më parë si pjesë e një sondazhi me teleskop radio nga Australian Square Kilometer Array Pathfinder, i kombinuar me të dhëna optike nga Dark Energy Camera, një instrument i vendosur në teleskopin Victor M. Blanco 4-metër në Observatorin Cerro Tololo Inter-American në Kili. Për të përcaktuar me saktësi distancën e RACS J0320-35, u përdor teleskopi Gemini-South i National Science Foundation në majën Cerro Pachón, Kili.
