'Jashtëzakonisht gjigande'/ Sa të mëdha mund të bëhen vrimat e zeza?

Astronomët po zbulojnë një klasë të re të vrimave të zeza gjigante, të cilat tejkalojnë edhe ato supermasive që ndodhen në qendrat e galaktikave. A është e mundur që diku në errësirën e pafund të hapësirës të ketë të tjera edhe më monstruoze?

Në qendër të galaktikës sonë ndodhet një vrimë e zezë kolosale, e gjerë sa Dielli, por miliona herë më e rëndë. Forca e saj e madhe gravitacionale tërheq pluhurin dhe gazin ndëryjor rreth saj. Kjo vrimë e zezë supermasive është zemra e galaktikës sonë, Rrugës së Qumështit, dhe ka ndikuar në formimin dhe evolucionin e saj për 13 miliardë vite, duke ndihmuar në krijimin e sistemeve diellore si i yni. Herë pas here, një yll afrohet shumë pranë saj dhe shkërmoqet plotësisht, duke u zhdukur pa lënë gjurmë. Është një fuqi e frikshme, me aftësinë për të krijuar dhe shkatërruar në përmasa epike.

Shumica e galaktikave të mëdha kanë një vrimë të zezë supermasive në qendër të tyre, por në kuadrin e gjithësisë, vrima jonë e zezë, e quajtur Sagittarius A është relativisht e vogël. Gjatë dekadës së fundit, astronomët kanë zbuluar vrima të zeza edhe më të mëdha, të quajtura vrima të zeza ultramasive. Disa prej tyre janë 1,000 herë më të mëdha se Sagittarius A dhe mund të zënë gjithë gjerësinë e sistemit tonë diellor.

Teleskopi hapësinor James Webb po na ofron një pamje të re mbi mënyrën se si këto përbindësha kozmikë u rritën në agim të kohës. Por gjithashtu ngrihen pyetje të reja: nga erdhën ato dhe sa të mëdha mund të bëhen në të vërtetë?

Matja e madhësisë së këtyre objekteve gjigante dhe të largëta (të cilat, sipas përkufizimit, nuk mund të vëzhgohen drejtpërdrejt) është e vështirë, por dihet që disa nga më të mëdhatë janë përmasash të jashtëzakonshme. Një prej kandidatëve më të mëdhenj, i njohur si Ton 618, ndodhet në qendër të një kuazari rreth 18 miliardë vite dritë larg nga Toka dhe vlerësohet të ketë një masë prej 66 miliardë herë më të madhe se ajo e Diellit, me një diametër deri në 40 herë më të madh se distanca midis Neptunit dhe Diellit tonë. Vrima e zezë në qendër të galaktikës Holm 15A është vlerësuar gjithashtu të jetë rreth 44 miliardë herë më e rëndë se Dielli, dhe 30 herë më e gjerë se distanca Neptun-Diell.

Këto janë padyshim të jashtëzakonshme në përmasa. Por disa shkencëtarë mendojnë se mund të ketë edhe përbindësha të tjerë më të mëdhenj që fshihen diku.

“Nga një këndvështrim teorik, nuk ka kufi,” thotë James Nightingale, një kozmolog vëzhgues në Universitetin e Newcastle në Mbretërinë e Bashkuar, i cili në mars 2024 zbuloi një vrimë të zezë ultramasive me masën prej 33 miliardë herë më të madhe se ajo e Diellit.

Vrimat e zeza që njohim kanë madhësi të ndryshme. Në përmasat më të vogla, ekzistojnë vrima të zeza mikro që mund të jenë aq të vogla sa një atom. Vrimat e zeza të masës yjore, të krijuara nga kolapsi i yjeve masivë, janë më të zakonshme, dhe variojnë nga 3 deri në 50 herë më të rënda se Dielli, por me një përmasë sa qyteti i Londrës, sipas astrofizikanes Julie Hlavacek-Larrondo nga Universiteti i Montrealit në Kanada. Pas tyre vijnë vrimat e zeza të masës ndërmjetëse, të cilat mund të arrijnë deri në 50,000 herë më të rënda se Dielli, me një diametër të ngjashëm me planetin Jupiter. Vrimat e zeza supermasive, si Sagittarius A, janë miliona ose miliarda herë më të mëdha se Dielli ynë.

Ndërkohë që nuk ka një përkufizim të saktë për vrimat e zeza ultramasive, përgjithësisht mendohet se ato fillojnë nga masa prej 10 miliardë herë më e madhe se ajo e Diellit. Por, për habinë e shkencëtarëve, ekzistenca e tyre është e papritur duke marrë parasysh se si kuptohet aktualisht rritja e vrimave të zeza dhe moshën relativisht të re të gjithësisë, prej vetëm 13.7 miliardë vitesh.

“Është e vështirë të krijosh një vrimë të zezë kaq të madhe duke përdorur metodat tradicionale të ushqyerjes,” thotë Hlavacek-Larrondo, duke iu referuar mënyrës se si vrimat e zeza përthithin materialin rreth tyre përmes gravitetit. “Nuk mendoj se dikush i priste ato të ekzistonin.”

Në teori, një vrimë e zezë mund të rritet pafundësisht nëse vazhdon të përthithë material nga rrethina e saj. Megjithatë, mosha e gjithësisë dhe norma me të cilën mendohet se rriten vrimat e zeza duhet të kufizojnë madhësinë e tyre, duke e vendosur kufirin maksimal në rreth 270 miliardë herë masën e Diellit. Disa shkencëtarë sugjerojnë se disa vrima të zeza mund të kenë arritur përmasa më të mëdha, deri në triliona herë masa e Diellit, nëse ato kanë përthithur material më shpejt nga sa pritej. Këto objekte, të njohura si vrimat e zeza jashtëzakonisht të mëdha, mund të kenë një rreze që shtrihet deri në një vit drite. Edhe pse ende nuk janë zbuluar vrima të zeza të tilla, nuk përjashtohet mundësia që ato të ekzistojnë në qendrat e disa galaktikave.

Astronomët zbuluan vrimat e para ultramasive në fillim të viteve 2010. Që atëherë, janë identifikuar rreth 100 të tilla. Në mars të vitit 2023, Nightingale dhe kolegët e tij njoftuan zbulimin e një vrime të zezë ultramasive, me masën e saj që arrinte në rreth 33 miliardë herë më shumë se ajo e Diellit. Zbulimi u bë i mundur përmes një efekti të quajtur “lentë gravitacionale”, ku drita e një galaktike më të largët përkulet rreth vrimës së zezë. “Ishte një zbulim shumë i rastësishëm,” thotë Nightingale.

Ne nuk mund t’i shohim vrimat e zeza drejtpërdrejt për shkak të natyrës së tyre – në kufirin e tyre, të njohur si horizonti i ngjarjeve, graviteti bëhet aq intensiv saqë asgjë nuk mund të shpëtojë, as edhe drita. Pra, mund t’i vëzhgojmë vetëm nëse krijojnë një hije mbi materialin e ndritshëm përreth që po përpihen nga vrima e zezë. Megjithatë, ekzistencën e tyre mund ta zbulojmë më lehtë duke parë një galaktikë dhe duke vënë re efektet e vrimës së zezë qendrore. Një mënyrë është të kërkohen rrjedha të fuqishme energjie që dalin nga polet e vrimës së zezë. “Ende nuk e kuptojmë saktësisht se si formohen këto struktura, por ato ekzistojnë,” thotë Hlavacek-Larrondo. Këto rrjedha radioje mund të zgjaten miliona vite dritë në gjatësi.

Vrimat e zeza gjithashtu mund të prodhojnë unaza të nxehta materiali që rrotullohen rreth tyre, të quajtura disqe akrecioni, ndërsa konsumojnë material. Materiali rrotullohet me shpejtësi rreth vrimës së zezë, dhe graviteti i madh bën që ai të rrotullohet “me rreth shpejtësinë e dritës”, thotë Hlavacek-Larrondo. Ndërsa bie drejt vrimës së zezë, disku i materialit lëshon edhe rreze të ndritshme X. Sa më e madhe të jetë vrima e zezë, aq më shumë rreze X dhe valë radio prodhohen nga disku i akrecionit dhe rrjedhat përkatëse.

Fizika ndërmjet vrimave të zeza ultramasive dhe atyre më të vogla është pothuajse e njëjtë – kaloni përtej horizontit të ngjarjeve dhe nuk ka shpëtim. Masa më e madhe sjell një rreze më të madhe për horizontin e ngjarjeve. Por vrimat e zeza ultramasive kanë një veçori interesante për shkak të madhësisë së tyre.

Nëse jeni mjaft të pafat sa të bini në një vrimë të zezë të masës yjore, do të përjetoni një fenomen të njohur si “spagjetifikimi” – trupi juaj do të shtrihet pafundësisht – për shkak të ndryshimit të gravitetit midis këmbëve dhe kokës suaj. Në një vrimë të zezë ultramasive, megjithatë, gradienti gravitacional është shumë më i butë sepse shtrihet më larg në hapësirë, deri në atë pikë sa nuk do të vëreni kalimin përtej horizontit të ngjarjeve. “Spagjetifikimi nuk do të ndodhte,” thotë Nightingale. E vetmja gjë që do të tregonte fatin tuaj do të ishte përkulja e dritës së yjeve përreth për shkak të gravitetit të vrimës së zezë.

Falë fuqisë së teleskopit James Webb, astronomët tani po vëzhgojnë më larg dhe kështu më prapa në kohë, për shkak të kohës që i duhet dritës të arrijë deri te ne nga skajet e largëta të Universit. Kjo u jep atyre mundësinë të shohin galaktika që ekzistonin në qindra miliona vitet e para të historisë së Universit. Për të qenë që këto vrima të zeza të largëta të jenë rritur kaq shumë, ato duhet të jenë formuar herët dhe të kenë konsumuar me etje material, gjë që sfidon atë që dimë për kufijtë e formimit të vrimave të zeza. Megjithatë, astronomët po fillojnë të shohin dëshmi për ekzaktësisht këtë.

Në skajet më të largëta të Universit që mund të vëzhgojmë, po zbulohen lloje të reja galaktikash të panjohura më parë nga teleskopi Webb. Shkencëtarët kanë zbuluar qindra galaktika të vogla, kompakte, që shkëlqejnë shumë më fort nga sa mund të pritej, që kanë ekzistuar rreth 600 milion deri një miliard vite pas Big Bengut. Këto galaktika janë bërë të njohura si “pika të kuqe të vogla” për shkak të ngjyrës dhe madhësisë së tyre. Ajo që është veçanërisht befasuese për to është drita që lëshojnë, e cila duket se tregon se vrima të zeza supermasive tashmë ndodhen brenda tyre./ BBC - Syri.Net