Astronomët nga MIT, NASA dhe institucione të tjera kanë zhvilluar një metodë të re për të matur rrotullimin e vrimave të zeza supermasive duke përdorur lëkundjen e materialit yjor pas një ngjarjeje të shpërbërjes së valëve (TDE). Kjo metodë mbështetet në vëzhgimin e diskut të akumulimit të formuar kur forcat gravitacionale të jashtëzakonshme të një vrime të zezë copëtojnë një yll. Disku i akumulimit lëkundet ndërsa ndikohet nga rrotullimi i vrimës së zezë, dhe duke ndjekur këtë lëkundje, shkencëtarët mund të përcaktojnë shpejtësinë e rrotullimit të vrimës së zezë.
Ekipi kërkimor, i udhëhequr nga Shkencëtari Kërkimor i MIT Dheeraj “DJ” Pasham, raportoi gjetjet e tyre në revistën Nature. Ata u përqendruan në një TDE të identifikuar si AT2020ocn, e cila ndodhi rreth një miliard vite dritë larg. Duke përdorur teleskopin me rreze X të NASA-s, NICER, i cili është vendosur në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës, ata monitoruan emetimet me rreze X të TDE-së për 200 ditë. Ata vunë re maja periodike në emetimet me rreze X çdo 15 ditë, që korrespondonin me lëkundjen e diskut të akumulimit ndërsa ai parashikohej për shkak të rrotullimit të vrimës së zezë.
Duke analizuar këto modele, studiuesit përcaktuan se vrima e zezë supermasive po rrotullohej me më pak se 25% të shpejtësisë së dritës, e cila konsiderohet relativisht e ngadaltë për vrimat e zeza. Ky studim shënon herën e parë që rrotullimi i një vrime të zezë është matur përmes vëzhgimit të një disku të lëkundur të akumulimit pas një TDE.
Metoda e ekipit ofron një qasje premtuese të re për të matur rrotullimet e shumë vrimave të zeza, potencialisht duke ofruar njohuri mbi historinë evolutive të tyre dhe si kanë evoluar me kalimin e kohës. Teleskopët e ardhshëm si Observatori Rubin priten të kapin më shumë TDE, duke mundësuar matjen e qindra rrotullimeve të vrimave të zeza dhe duke përmirësuar të kuptuarit tonë të evolucionit të vrimave të zeza në të gjithë universin. Rëndësia e kësaj metode të re qëndron në potencialin e saj për të revolucionuar të kuptuarit tonë të vrimave të zeza supermasive. Tradicionalisht, vrimat e zeza kanë qenë të pakapshme në terma të vëzhgimit të drejtpërdrejtë, pasi ato nuk emetojnë dritë.
Megjithatë, ngjarjet e shpërbërjes së valëve (TDE) ofrojnë një mundësi të rrallë dhe të vlefshme për të vëzhguar fenomenet e lidhura me vrimat e zeza. Kur një yll afrohet shumë afër një vrime të zezë, forcat gravitacionale që rezultojnë janë aq të forta sa që ylli copëtohet. Mbajtjet e yllit formojnë një disk të ndritshëm dhe të nxehtë të akumulimit që lëkundet ndërsa përputhet me rrotullimin e vrimës së zezë. Duke monitoruar me kujdes këtë lëkundje, astronomët mund të përcaktojnë shpejtësinë e rrotullimit të vrimës së zezë, duke ofruar njohuri mbi historinë e saj dhe ngjarjet kozmike që e kanë formuar atë.
Lëkundja e diskut të akumulimit është një manifestim i precesionit të Lense-Thirring, një efekt relativistik i parashikuar nga teoria e përgjithshme e relativitetit. Ky efekt ndodh në fushën gravitacionale të fortë të një vrime të zezë që rrotullohet, duke shkaktuar tërheqjen e hapësirës-kohë përreth me rrotullimin. Zbulimi i këtij precesioni pas një TDE jo vetëm që siguron një metodë për të matur rrotullimet e vrimave të zeza, por gjithashtu një konfirmim të fuqishëm të teorive relativistike. Vëzhgime si këto thellojnë të kuptuarit tonë të mjediseve ekstreme afër vrimave të zeza dhe fizikës themelore që i drejton ato.
Implikimet e këtij kërkimi shtrihen përtej matjes së rrotullimeve të vrimave të zeza individuale. Duke aplikuar këtë metodë në një mostër më të madhe të vrimave të zeza, astronomët mund të ndërtojnë një pamje statistikore të shpërndarjes së rrotullimeve të vrimave të zeza në universin lokal. Këto të dhëna janë thelbësore për testimin e teorive të rritjes dhe evolucionit të vrimave të zeza. Për shembull, vrimat e zeza që rriten kryesisht përmes akumulimit të materies priten të rrotullohen me shpejtësi të lartë, ndërsa ato që rriten përmes bashkimeve me vrima të tjera të zeza mund të shfaqin rrotullime më të ngadalta. Kuptimi i këtyre dinamikave mund të zbulojë se si vrimat e zeza kanë evoluar nga universi i hershëm deri në ditët e sotme.
Për më tepër, ky përparim thekson rëndësinë e vëzhgimit të shpejtë dhe të vazhdueshëm të ngjarjeve astronomike të përkohshme. Suksesi i studimit varej nga aftësia për të mobilizuar shpejt burimet, si teleskopi NICER, për të kapur të dhëna me frekuencë të lartë gjatë një periudhe të zgjatur. Kjo qasje siguron që fenomenet e përkohshme, të cilat mund të ndryshojnë në shkallë kohore nga minuta në muaj, të dokumentohen tërësisht. Brezi i ardhshëm i teleskopëve, duke përfshirë Observatorin Rubin, premton të përmirësojë këtë aftësi, duke mundësuar zbulimin dhe monitorimin e shumë më shumë TDE dhe ngjarjeve të ngjashme.
Në përmbledhje, metoda e zhvilluar nga Pasham dhe kolegët e tij përfaqëson një përparim të rëndësishëm në astrofizikën e vrimave të zeza. Duke shfrytëzuar lëkundjen e disqeve të akumulimit të formuar gjatë ngjarjeve të shpërbërjes së valëve, astronomët tani mund të matin rrotullimet e vrimave të zeza supermasive me saktësi të paparë. Kjo aftësi hap rrugë të reja për të eksploruar historitë komplekse të këtyre objekteve enigmatike dhe rolin e tyre në peizazhin kozmik. Ndërsa teknologjitë dhe platformat e reja të vëzhgimit hyjnë në veprim, studimi i vrimave të zeza është gati të hyjë në një epokë të re, duke ofruar njohuri më të thella për disa nga misteret më të thella të universit.
