רדיו בלה־בלה

הכול הִתחיל כשמהנדס מערכות רדיו ממעבדות בֵּל חקר מקורות הפרעה אפשריים למערכות רדיו וגילה מקור אות במרכז גָּלַקסיית שביל החלב! אז מה “תחנת הרדיו” של היְקום משדרת? מה טֵלֶסקוֹפּי רדיו מאפשרים לגלות? ומהם קוּוָאזָרים?

כתב: ד”ר נצח פרביאש, גליליאו צעיר

כשמדברים על גַּרמֵי שמים וטלסקופים, המחשבה הראשונה העולה ברובנו היא המראֶה המוּכּר של כוכבי הלכת המרשימים, לעִתים גם זה של השמש ושל ערפיליות וגלקסיות שאפשר לראות בטלסקופ. אולם אלה המראות שאפשר לראות בעיניים – ואפילו השימוש בטלסקופ, שמאפשר קבלת מידע רב יותר בזכות ריכוז האור, אינו פורץ את תחום האור הנראֶה.

מכיוון שהספֶּקטרוּם של הקרינה האֵלֶקטרוֹמַגנֵטית רחב הרבה יותר מגבולות האור הנראֶה, יש חשיבוּת רבה להתבּוֹננוּת בגַרמי השמים גם באמצעים שמנצלים תְּדָרים נוספים. תדרים מסוימים, כמו תת־אדום, על־סגול, קרינת איקְס ואחרים, מסוננים על ידי האטמוספֵרה; ועובדה זוֹ מאפשרת קיום חיים על פני כדור הארץ. כדי לצפות בהם, עלינו להוציא טלסקופים ומכשירי מדידה אל החלל. מעניין לגלות שדווקא אורכי גל ארוכים במיוחד בתחום תדרי הרדיו יכולים לעבור את האטמוספרה ללא קושי. השאלה היא כמובן מה הם מגלים לנו.

רעש ממרכז הגלקסיה

בשנת 1932 החל קרל גַ’נסקי, פיזיקאי ומהנדס מערכות רדיו במעבּדות בל שבניו ג’רזי, ארצוֹת הבְּרית, לחקור ולסווג מקורות הפרעה אפשריים למערכות רדיו. במחקרו הוא גילה רעש רקע יציב ממקור לא ידוע. הוא הִבחין שעצמת הרעש משתנה במחזוֹריוּת יומית, ולכן הִניח שאות זה מַגיע מן השמש, כחלק מספֶּקטרוּם הקרינה האלקטרומגנטית שלה.

אולם כשהתברר שמקור האות נע לאִטו הרחק מן השמש, הֵבין ג’נסקי שמקור האות אינו בשמש, כי אם במרכז גלקסיית שביל החלב. התַּגלית המרעישה פורסמה בכתבי עת מקצועיים של הנדסת רדיו, ואַסטרוֹנוֹמים, שמקור קרינה בתחום הרדיו ממרכז גלקסיית שביל החלב ריתק אותם, ביקשו להמשיך לחקור את תַּגליוֹתיו.

אך כמו שקורה לעִתים, בייחוד בתקופת שפל כלכלי, בהיעדר משאבּים, חששו מוסדות מחקר ומצפּי כוכבים להסתכן בתחום מחקר חדש. אף שג’נסקי לא היה אסטרונום, ואף שלאחר תגליתו לא עסק עוד ברדיו אסטרונומיה, הוא נחשב לאחד ממייסדי התחום, ויחידת המידה לעצמת מקור רדיו שמימי נקראת על שמו.

מקורות רדיו מִסתוֹריים

עם תום מלחמת העולם השנייה נשארו ברחבי העולם כמויות אדירות של ציוד צבאי חסרות שימוש. בין היתר, נותרו מערכות רָדָר (מכּ”ם) רבות. במקום לזרוק אותן – הפכו אותן אסטרונומים יצירתיים לטלסקופים שקולטים קרינה אלקטרומגנטית בתחום תדרי רדיו, ומאז שמם – טלסקופי רדיו. לפתע נפתח מחדש תחום מרתק באסטרונומיה. עד מהרה התבּרר שאפשר לקבל כמות רבה של מידע בתחום הרדיו, גדולה אף מזוֹ שאפשר לקבל בתחום האור הנראֶה. בייחוד משכו את תשומת הלב מקורות נקודתיים וחזקים מאוד של קרינת רדיו.

הקרינה שנמדדה הייתה קבועה ומתמשכת, כמו האור שהכוכבים פולטים. אולם כוכבים, שגם הם מקורות נקודתיים של קרינה, אינם פולטים בדרך כלל כמויות כה גדולות של קרינת רדיו. המדידות עוררו שאלות רבות בקרב האסטרונומים, והשם שניתן למקורות הרדיו המסתוריים היה “קוּוָאזָרים”; “קוואזר” פירושו “מקור רדיו מעין כוכבי”. בשנות השישים של המאה העשרים נערכו מדידות נוספות, ואלה הראו כי קווזארים פולטים, מלבד קרינת הרדיו, קרינה בתדרים אחרים: אור נראֶה, קרינת רֶנְטְגן וקרינה אינְפְרָה־אדומה.

גילוי זה יצר מוּרכּבוּת נוספת. כבר אז ידעו שלכל כוכב תדר אופייני, שמייצג בדרך כלל את הטמפרטורה של אותו כוכב. לכן הגילוי שקווזארים פולטים קרינה בטווח רחב כל כך של תדרים היה משונה במיוחד.

חור שחור מָסיבי במיוחד

עוד שאלה, מוזרה לא פחות, עלתה כשהתגלה כי כמה מהקווזארים הִפגינו עצמת הארה משתנה: לפעמים חזקה ולפעמים חלשה. השינויים הללו התרחשו בפרק זמן קצר מאוד, לפעמים דקות, ולפיכך היה ברור שקווזאר אינו יכול להיות גדול מכיוון שהמידע על השינוי בעצמת ההארה מקצה אחד של הקווזאר לקצהו האחר אינו יכול לנוע מהר ממהירות האור. נדרשו שנים רבות לפתח תאוריה שתסביר את התופעות שהקווזארים מַציגים.

על פי התאוריה המקובלת – הנקראת “דִסקת ספיחה” – קווזאר הוא חור שחור מָסיבי במיוחד שנמצא במרכזהּ של גלקסיה, והוא בעל מָסָה גדולה לפחות פי כמה מיליוֹנים מזוֹ של השמש שלנו. החור השחור מושך ובולע לתוכו את כל הגזים שבקרבתו, וכשאלה מתקרבים אליו, הם מסתדרים בצורה של דִסקה שטוחה ומתחילים להסתחרר סביבו. החלקיקים המרכיבים את הדִסקה נעים במהירות אדירה (הקרובה למהירות האור) סביב החור השחור, ובתוך כך מתנגשים אלה באלה, וההתנגשויות גורמות להם לפלוט אנרגייה. החישובים מצליחים להסביר את כמויות האנרגייה הבלתי נתפסות שקווזארים פולטים, שהם ללא עוֹררין העצמים הבּהירים ביותר המוכּרים לנו ביְקום.

הכותב הוא סמנכ”ל מדעי בפארק קרסו למדע

הכתבה פורסמה בירחון גליליאו צעיר לילדים סקרנים. לקבלת גיליון דיגיטלי מתנה הקליקו