Njihuni me 'vrimat ndërmjetëse të lehta të zeza', kushërirat e vogla dhe shumë më misterioze të...

Vrimat e zeza janë objekte astronomike masive, të çuditshme dhe jashtëzakonisht të fuqishme. Shkencëtarët e dinë se në qendrat e shumicës së galaktikave ndodhen vrima të zeza supermasive.

Po ashtu, ata kuptojnë se si disa yje, kur arrijnë fundin e jetës së tyre, formojnë vrima të zeza me masë yjore, të cilat janë shumë më të vogla në krahasim me ato supermasive. Kuptimi se si këto vrima të vogla mund të rriten dhe të formojnë ato gjigantet supermasive ndihmon astronomët të kuptojnë se si universi zhvillohet dhe rritet.

Por në fushën e kërkimeve për vrimat e zeza ekziston një pyetje ende pa përgjigje: çfarë ndodh me vrimat e zeza me masa ndërmjet këtyre dy kategorive? Këto janë shumë më të vështira për t’u zbuluar krahasuar me vrimat e zeza yjore dhe supermasive, dhe shtrihen në një diapazon nga disa qindra deri në disa qindra mijëra herë më masive se Dielli.

Ne jemi një ekip astronomësh që po kërkojmë këto vrima të zeza të ndërmjetme, të quajtura vrima të zeza të ndërmjetme. Në një punim të ri shkencor, dy prej nesh (Krystal dhe Karan), bashkë me hulumtuesen postdoktorale Anjali Yelikar dhe studiues të tjerë, përdorëm të dhëna nga valët gravitacionale për të identifikuar disa nga këto vrima të zeza të pakapshme gjatë procesit të bashkimit të tyre.

Imagjinoni një ndeshje bejsbolli (me valë gravitacionale)

Për ta kuptuar më lehtë se si zbulojmë vrima të zeza me masë yjore, imagjinoni veten në një ndeshje bejsbolli ku jeni ulur pas një shtylle betoni dhe nuk shihni fare fushën. Për më tepër, turma është aq e zhurmshme sa nuk dëgjoni as lojën.

Por ju jeni shkencëtar. Nxirrni një mikrofon me cilësi të lartë dhe kompjuterin, dhe programoni një algoritëm që mund të dallojë tingullin e goditjes së topit nga zhurma e turmës.

Me praktikë dhe përmirësime teknologjike, filloni të kuptoni se kur goditet topi, nga vjen, ku bie, kur kapet nga një dorashkë, apo kur vrapojnë lojtarët.

Kjo është mënyrë e vështirë për të ndjekur një ndeshje, por në astronomi ndonjëherë është e vetmja mënyrë. Kjo metodë e regjistrimit të tingullit dhe izolimit të valëve të veçanta për të përcaktuar burimin dhe natyrën e tyre është e ngjashme me mënyrën se si astronomët studiojnë valët gravitacionale, rrudha në hapësirë-kohë që na lejojnë të vëzhgojmë objekte si vrimat e zeza.

Tani imagjinoni se zbatoni një algoritëm të ndryshëm, dhe zbuloni një “goditje” që asnjë kombinim legal i topave dhe shkopinjve të bejsbollit nuk mund ta ketë prodhuar. Nëse ky artikull do të ishte për bejsbollin, kjo do të ishte zbulimi ynë. Por në vend të kësaj, bëhet fjalë për valë gravitacionale dhe vrima të zeza shumë më masive nga sa lejojnë ligjet e evolucionit yjor.

Dëgjimi i valëve gravitacionale

Ashtu si mikrofonat për ndeshjet e bejsbollit, shkencëtarët përdorin një instrument shumë të specializuar të quajtur LIGO (Observatori i Ndërhyrjes me Laser për Valët Gravitacionale) për të “dëgjuar” dy vrima të zeza që bashkohen në univers.

LIGO është një nga sistemet më të avancuara në botë për sa i përket lazerëve dhe optikës.

Në çdo ngjarje, dy vrima të zeza "prind" bashkohen për të formuar një të vetme, më masive. Nga të dhënat e LIGO-s, mund të përcaktohet vendi dhe largësia e bashkimit, masat e të dy prindërve dhe vrimës së zezë përfundimtare, drejtimi në qiell, dhe shumë detaje të tjera.

Shumica e vrimave të zeza prind formohen nga yje të mëdhenj që arrijnë fundin e jetës së tyre, këto janë vrima të zeza me masë yjore.

“Hendeku i masës” së vrimave të zeza

Jo çdo yll i vdekur krijon një vrimë të zezë. Zakonisht, ato që ia dalin kanë mes 20 dhe 100 masa diellore. Por për shkak të proceseve të ndërlikuara të fizikës bërthamore, yjet shumë masivë shpërthejnë ndryshe dhe nuk lënë mbetje, as vrima të zeza, as ndonjë gjë tjetër.

Ky proces krijon atë që ne e quajmë "hendek i masës" – një boshllëk midis vrimave të zeza që mund të krijohen nga yjet dhe atyre shumë më të mëdha. Një vrimë e zezë mbi rreth 60 masa diellore është shumë e madhe për t’u formuar drejtpërdrejt nga një yll.

Megjithëse kufiri i saktë i këtij hendeku ende po përcaktohet, shumica e astrofizikanëve bien dakord se ai ekziston dhe jemi afër kufijve të tij.

Vrimat e zeza që bien brenda këtij boshllëku i quajmë vrima të zeza ndërmjetëse të lehta (lite IMBHs). Ato nuk janë më vrima të zeza me masë yjore, dhe termi "ndërmjetëse" nuk e shpjegon plotësisht pse janë të veçanta.

Ato janë të veçanta sepse: Janë jashtëzakonisht të vështira për t’u zbuluar, nuk dihet ende qartë se çfarë ngjarjesh astronomike i krijojnë, plotësojnë një boshllëk në të kuptuarit e mënyrës se si rritet dhe zhvillohet universi.

Dëshmi për ekzistencën e lite IMBH-ve

Në kërkimin tonë, analizuam 11 ngjarje të mundshme bashkimi vrimash të zeza nga periudha e tretë e vëzhgimeve të LIGO-s. Këto sinjale ishin premtuese por kërkonin analizë më të thelluar për t’u konfirmuar.

Nga të dhënat, në 5 raste, vrimat e zeza të krijuara pas bashkimit ndodheshin në diapazonin e IMBH-ve të lehta, me një siguri prej 90%.

Më e rëndësishmja, zbuluam se: Një nga vrimat e zeza prind ishte brenda hendekut të masës, dy të tjera ishin mbi këtë hendek. Duke qenë se këto vrima të zeza nuk mund të jenë formuar nga yje, kjo sugjeron që universi ka ndonjë mekanizëm tjetër për t’i krijuar. Mund të jenë vetë produkt i bashkimeve të mëparshme të dy vrimave të tjera të zeza, duke na ndihmuar të kuptojmë se sa shpesh ato “gjejnë” njëra-tjetrën për t’u bashkuar në univers.

LIGO është drejt fundit të fushatës së saj të katërt të vëzhgimeve. Që nga studimi ynë u bazua në të dhënat e ciklit të tretë, jemi të ngazëllyer për të aplikuar analizat tona në këtë dataset të ri.

Presim që me këto të dhëna të përmirësojmë aftësinë tonë për të identifikuar më qartë sinjalet e vrimave të zeza më masive, përtej gjithë “zhurmës” së universit.

Shpresojmë që ky punim jo vetëm të forcojë rastin për ekzistencën e IMBH-ve të lehta, por edhe të ndihmojë në zbardhjen e mënyrës se si formohen këto objekte të mistershme dhe të rralla. / The Conversation - Syri.net