Përdorimi i të dhënave të teleskopit arkivor Binjakët e Veriut, astronomët matën çiftin më të rëndë të vrimave të zeza supermasive të gjetura ndonjëherë. Bashkimi i dy vrimave të zeza supermasive është një fenomen që është parashikuar prej kohësh, por asnjëherë nuk është vërejtur. Ky çift masiv jep të dhëna se pse një ngjarje e tillë duket e pamundur në univers.
Pothuajse çdo galaktikë masive përmban një vrimë të zezë supermasive në qendër të saj. Kur dy galaktika bashkohen, vrimat e tyre të zeza mund të formojnë një çift binar, domethënë të jenë në një orbitë të lidhur me njëra-tjetrën. Supozohet se këto çifte binare janë të destinuara të bashkohen me kalimin e kohës, por kjo nuk është vërejtur kurrë. Çështja nëse një ngjarje e tillë është e mundur ka qenë një temë debati midis astronomëve për dekada.
Astronomët përdorën të dhëna nga teleskopi Gemini North në Hawaii, i cili është gjysma e Observatorit Ndërkombëtar Gemini të operuar nga NOIRLab i Institutit Kombëtar të Fizikës, për të analizuar vrimën e zezë supermasive binare të vendosur në galaktikën eliptike B2 0402+379. Është e vetmja vrimë e zezë binare supermasive që është parë me detaje të mjaftueshme për të parë të dy objektet veç e veç, dhe mban rekordin për distancën më të shkurtër që është matur drejtpërdrejt, vetëm 24 vite dritë. Ndërsa një distancë kaq e afërt paralajmëron mirë për një bashkim të fuqishëm, hetimi i mëtejshëm zbuloi se çifti ka mbetur në këtë distancë për më shumë se tre miliardë vjet, gjë që shtron pyetjen: Cila është arsyeja e vonesës?
Për të kuptuar më mirë dinamikën e këtij sistemi dhe bashkimin e tij të ngecur, ekipi iu drejtua të dhënave arkivore nga spektrografi me shumë objekte të veriut Gemini (GMOS), i cili i lejoi ata të përcaktonin shpejtësinë e yjeve në afërsi të vrimave të zeza.
"Ndjeshmëria e jashtëzakonshme e GMOS na lejoi të hartonim rritjen e shpejtësisë së yjeve ndërsa ata i afrohen qendrës së galaktikës," tha Roger Romani, një profesor i fizikës në Universitetin Stanford dhe një bashkautor i punimit. Falë kësaj, ne ishim në gjendje të nxjerrim një përfundim për masën totale të vrimave të zeza që janë atje.
Ekipi vlerëson se masa e vrimës së zezë binare është 28 miliardë herë më e madhe se ajo e Diellit, duke e bërë këtë çift vrimën e zezë binar më të rëndë të matur ndonjëherë. Kjo matje jo vetëm që ofron një kontekst të vlefshëm për formimin e sistemit binar dhe historinë e galaktikës së tij pritëse, por gjithashtu konfirmon teorinë e mbajtur prej kohësh se masa e një vrime të zezë supermasive binare luan një rol kyç në frenimin e një bashkimi të mundshëm.
"Arkivi i të dhënave të Observatorit Ndërkombëtar Gemini përmban një minierë ari me zbulime të pashfrytëzuara shkencore," tha Martin Still, drejtor i programit NSF për Observatorin Ndërkombëtar Gemini. “Matja e masës së kësaj vrime të zezë supermasive binare është një shembull i mrekullueshëm i ndikimit të mundshëm të kërkimit të ri që shqyrton këtë arkiv të pasur”.
Të kuptuarit se si u formua kjo binar mund të ndihmojë në parashikimin nëse dhe kur do të bashkohet - disa të dhëna tregojnë se çifti u formua nga bashkimi i galaktikave të shumta. Së pari, B2 0402+379 është një "grumbull fosil", domethënë rezultat i bashkimit të yjeve dhe gazit të një grupi të tërë galaktikash në një galaktikë masive. Përveç kësaj, prania e dy vrimave të zeza supermasive, të kombinuara me masën e tyre të madhe të kombinuar, sugjeron që ato u formuan nga bashkimi i disa vrimave të zeza më të vogla nga galaktika të ndryshme.
Pas një bashkimi galaktik, vrimat e zeza supermasive nuk përplasen kokë më kokë. Në vend të kësaj, ata fillojnë të fluturojnë pranë njëri-tjetrit, duke u vendosur në një orbitë të kufizuar. Me çdo kalim, energjia transferohet nga vrimat e zeza në yjet përreth. Duke humbur energjinë, çifti afrohet gjithnjë e më shumë derisa të jenë vite dritë larg njëri-tjetrit, ku rrezatimi gravitacional merr përsipër dhe ato bashkohen. Ky proces është vëzhguar drejtpërdrejt në çiftet e vrimave të zeza me masë yjore – rasti i parë u regjistrua në vitin 2015 falë zbulimit të valëve gravitacionale – por nuk është vërejtur kurrë në sistemet supermasive binare.
Me njohuri të reja për masën jashtëzakonisht të madhe të sistemit, ekipi arriti në përfundimin se do të duheshin një numër jashtëzakonisht i madh yjesh për të ngadalësuar orbitën e sistemit binar mjaftueshëm për t'i afruar ato. Në këtë proces, vrimat e zeza duket se kanë nxjerrë pothuajse të gjithë lëndën rreth tyre, duke e lënë bërthamën galaktike pa yje dhe gaz. Duke mos pasur më material për të ngadalësuar më tej orbitën e çiftit, bashkimi i tyre ngeci në fazat e tij përfundimtare.
“Galaktikat me çifte më të lehta të vrimave të zeza zakonisht duket se kanë yje dhe masë të mjaftueshme për t'u afruar shpejt”, thotë Romani. “Për shkak se ky çift është shumë i rëndë, ka nevojë për shumë yje dhe gaz për të kryer punën. Por binar pastron galaktikën qendrore nga një lëndë e tillë, duke e lënë atë të ngrirë dhe të disponueshme për studimin tonë."
Nëse ata do të kapërcejnë stagnimin dhe përfundimisht do të bashkohen në miliona vjet, ose do të mbeten në harresë orbitale përgjithmonë, mbetet për t'u parë. Nëse ato bashkohen, valët gravitacionale që rezultojnë do të jenë 100 milionë herë më të fuqishme se ato të prodhuara nga bashkimi i vrimave të zeza me masë yjore.
Është e mundur që çifti të mund ta kapërcejë këtë distancë përfundimtare përmes një bashkimi tjetër galaktik, i cili do të thithë materiale shtesë në sistem, ose ndoshta një vrimë të tretë të zezë, për të ngadalësuar orbitën e çiftit sa duhet që ajo të bashkohet. Megjithatë, duke pasur parasysh statusin e B2 0402+379 si një grumbull fosil, një bashkim i ri galaktikash nuk ka gjasa.
"Ne presim me padurim studime të mëtejshme të bërthamës së B2 0402+379, ku do të shohim se sa gaz përmban," tha Tirth Surti, një student i diplomuar në Stanford dhe autori kryesor i punimit. "Kjo do të na japë më shumë njohuri nëse vrimat e zeza supermasive mund të bashkohen me kalimin e kohës, ose nëse ato do të mbeten si një sistem binar."
Lexoni gjithashtu: