Një vrimë e zezë supermasive në Rebulën Magjellanike të Madhe mund të ketë hedhur yje drejt Rrugës së Mjegullnajës bukur tregon Rebulën Magjellanike të Madhe dhe të Vogël sipër Observatorit ESO në Paranal dhe katër teleskopëve ndihmës të grumbullit të Teleskopëve të Mëdhenj të ESO-së (VLT). Hulumtimi i ri tregon se R. Magjellanikja e Madhe mund të ketë një vrimë të zezë supermasive që është përgjegjëse për disa nga yjet hiper-velocity që ndodhen në Rrugën e Mjegullnajës. Krediti: Nga ESO/J. Colosimo—http://www.eso.org/public/images/potw1511a/, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=38973313
Yjet hiper-velocity (HVS) u teorikuan për herë të parë në fund të viteve 1980. Në vitin 2005, u konfirmuan zbulimet e para. Yjet HVS lëvizin shumë më shpejt se yjet e zakonshëm dhe ndonjëherë mund të kalojnë shpejtësinë e arratisjes galaktike. Astronomët vlerësojnë se Rruga e Mjegullnajës ka rreth 1,000 HVS, dhe hulumtimi i ri tregon se disa prej këtyre yjeve origjinojnë në galaksinë satelit të Rrugës së Mjegullnajës, Rebulën Magjellanike të Madhe (LMC).
A ka LMC një vrimë të zezë supermasive (SMBH) që hedh disa HVS në Rrugën e Mjegullnajës?
Shumica e yjeve në Rrugën e Mjegullnajës lëvizin me rreth 100 km/s, ndërsa HVS mund të udhëtojnë deri në 1,000 km/s. Mendimi i njohur, mbështetur nga provat ekzistuese, thotë se HVS origjinën e kanë nga Qendra Galaktike. Astronomët mendojnë se ato vijnë nga sisteme yjesh binarë që afrohen shumë me Sgr. A*, vrimën e zezë supermasive të Rrugës së Mjegullnajës.
Në këtë skenar, njëra nga yjet e sistemit binar kapet nga vrima e zezë dhe tjetra hidhet si një HVS. Ky është mekanizmi Hills. Në fakt, disa nga provat e origjinës së Sgr. A* ishin të bazuara në yje që lëviznin shpejt në qendrën galaktike përmes mekanizmit Hills.
Hulumtimi i ri i paraqitur në Journal of Astrophysical Journal tregon se një numër befasues i HVS të Rrugës së Mjegullnajës nuk vijnë nga qendra galaktike, por nga LMC. Ky studim është titulluar “Yjet Hiper-velocity Shënojnë Një Vrimë të Zezë Supermasive në Rebulën Magjellanike të Madhe.” Autori kryesor është Jiwon Han, një student i doktoratës në Qendrën e Astrofizikës të Harvardit dhe Smithsonian-it që studion arkeologjinë galaktike, dhe është i disponueshëm në serverin e para-botimeve arXiv.
Në vitin 2006, studiuesit publikuan rezultatet e një studimi për HVS të Rrugës së Mjegullnajës. Ky studim zbuloi 21 HVS që ishin yje të pamundur të lidhur në rrethinën e jashtme të Rrugës së Mjegullnajës. Karakteristikat e tyre ishin të përputhshme me yje të hedhura nga qendra galaktike përmes mekanizmit Hills. Në këtë kërkim të ri, astronomët risistemuan këta yje. Ata patën ndihmë që nuk ishte e disponueshme në vitin 2006: teleskopin Gaia të ESA-së.
Gaia është heroja jonë e matjes së yjeve. Ajo ndodhet në pikën L2 të Diell-Tokë, ku mat rreth 2 miliardë objekte, kryesisht yje, dhe ndjek pozitat dhe shpejtësitë e tyre. Han dhe kolegët e tij risistemuat 21 HVS duke përdorur lëvizjet e sakta që ofron Gaia. Gaia, një mision që ka sjellë përparime të konsiderueshme në kuptimin tonë të Rrugës së Mjegullnajës, ka dhënë përsëri rezultate të shkëlqyera.
Ky diagram i tortës tregon rezultatet e analizës së ekipit për HVS. “Nga HVS që mund të klasifikohen me besim, 9 nga 16 yje origjinojnë nga qendra e LMC,” shpjegojnë autorët. Krediti: Han et al. 2025
“Ne gjetëm se gjysma e HVS të zbuluara nga Studimi HVS nuk vijnë nga Qendra Galaktike, por nga LMC,” shkruajnë Han dhe bashkëautorët e tij.
Kjo i nxiti ata të thelloheshin më tej. Hulumtuesit ndërtuan një model bazuar në simullimet e yjeve që u hodhën nga një SMBH në LMC. “Përhapja hapësinore dhe kineimatike e yjeve të simuluar është mrekullisht e ngjashme me përhapjen e vëzhguar,” shkruajnë autorët.
A mund të ketë një shkak tjetër për HVS? Eksplozionet e supernova mund të hedhin yje, dhe gjithashtu mund të ndodhin interaksione dinamike gravitacionale. Këto nuk mund të shpjegojnë ato, sipas autorëve. “Ne gjetëm se norma e lindjes dhe grumbullimi i HVS në LMC nuk mund të shpjegohen nga yje të ikur nga supernova apo skenarë dinamikë të hedhjes që nuk përfshijnë një SMBH,” shpjegojnë ata.
Një pjesë kyçe e provës që mbështet një vrimë të zezë në LMC është një dendësi e tepruar. E quajtur dendësia Leo, është një rajon drejt konstelacionit Leo që ka një densitet më të lartë yjesh sesa rajonet përreth. Han dhe bashkëpunëtorët e tij thonë se modeli i tyre gjithashtu prodhon këtë dendësi të tepruar. Një SMBH me rreth 600,000 masa diellore në LMC po hedh yje në Rrugën e Mjegullnajës, disa prej të cilëve janë HVS, disa nga të cilët tani ndodhen në dendësinë e tepruar.
Modeli i hulumtuesve parashikon dendësinë ekzistuese të yjeve në Rrugën e Mjegullnajës drejt konstelacionit Leo, e quajtur dendësia Leo. “Rrethinat e hapura të zeza tregojnë koordinatat galaktike të yjeve hiper-velocity të zbuluara në Studimin HVS, ndërsa zonat gri-shqiponjë tregojnë fushat që janë përjashtuar nga studimi,” shpjegojnë autorët. “Ky model riprodhon saktësisht vendndodhjen e dendësisë së vëzhguar, duke mbështetur hipotezën për një SMBH në LMC si burim të këtyre yjeve.” Krediti: Han et al. 2025
Modeli i tyre tregon se pothuajse të gjithë yjet në dendësinë Leo erdhën nga LMC dhe SMBH-i i saj, të cilin autorët e përshkruajnë si “një rezultat të çuditshëm”. Për ta kuptuar më mirë, ata hulumtuan sesi funksionon mekanizmi Hills.
“Elementët kryesorë të Mekanizmit Hills janë: (1) masa e LMC, (2) masat e yjeve binarë, (3) largësitë binare para shkatërrimit të ndikimit, (4) distancat e pericentrave të orbitës binarë rreth SMBH,” shkruajnë autorët. Këta janë inputet në mekanizmin Hills, dhe rezultatet janë mundësitë dhe shpejtësitë e hedhjes për çdo yll.
Për yjet e hedhur, hulumtuesit integruan orbitat e tyre për 400 milionë vjet për të parë ku do të shkonin. “Ne përfundimisht ‘vëzhgojmë’ popullatën e rezultateve të yjeve nga kuadri galaktik në ditët e sotme dhe zbatojmë një funksion seleksioni për t’u përshtatur me kufizimet e vëzhgimeve të Studimit HVS,” shkruajnë autorët.
Implikimet e këtij hulumtimi mund të jenë shumë të mëdha. Mendimi i tanishëm thotë se çdo galaktikë e madhe ka një SMBH, por galaktikat më të vogla nuk e kanë. Ekziston disa prova që galaktikat më të vogla mund të kenë ato, por në galaktikat e shkallës së vogël si LMC, për shembull, vrimat e zeza mund të mos jenë mjaft masive për t’u klasifikuar si SMBH, në varësi të kuotës ku ndodhet kufiri. Për më tepër, ato janë më të vështira për t’u zbuluar në galaktikat e vogla sepse mund të mos jenë aktive në procesin e akrecionit të materies.
Ky hulumtim e ndryshon këtë.
Ai tregon se prania e një vrime të zezë nuk gjeneron vetëm HVS; gjithashtu lëvizja e galaktikës kontribuon. Studimet e ardhshme të HVS duhet të marrin parasysh lëvizjen galaktike.
Ky studim ka pasoja për kuptimin tonë të rritjes dhe evolucionit të galaktikave. Nëse astrofizikanët po humbin vrima të zeza në galaktikat më të vogla, atëherë teoritë tona për evolucionin galaktik janë të mundshme të mungojnë të dhëna të rëndësishme.
Hulumtimi më tej për HVS do të marrë parasysh këto rezultate. Të dhënat nga Gaia mund të ndihmojnë në zbulimin e më shumë HVS kur të dhënat e ardhshme të bëhen të disponueshme. Kjo do të thotë më shumë pika të të dhënave, diçka që shkencëtarët gjithmonë janë të interesuar për të gjetur. Me ato të dhëna, hulumtuesit mund të ndërtojnë modele më të detajuara dhe të zhvillojnë teori më të sakta mbi HVS dhe si ato gjenerohen.
