הבזק האור החזק ביותר שנצפה בחלל אי פעם – כנראה תוצאה מ”נפילה” של כוכב לחור שחור

מדעני מכון ויצמן ושותפיהם למחקר הראו שלא מדובר בהתפוצצות כוכב – סופרנובה – אלא בתופעה נדירה: חור שחור ענק, הממוקם בלב גלקסיה צעירה ומסתחרר במהירות יחסותית, “בולע” כוכב שהתקרב אליו יתר על המידה.

כשאסטרונומים ואסטרופיסיקאים רואים הבהק של אור חזק בשמי הלילה, הנחת העבודה הראשונית שלהם היא שמדובר בסופרנובה – כוכב שהתפוצץ והשליך את רוב החומר שלו אל החלל. קיימים מספר מודלים אשר מתארים סיבות ותהליכים שונים שעשויים לגרום להתפוצצויות סופרנובה, החל מכוכבים – בעלי מאסה מינימלית מסוימת – שמכלים את הדלק הגרעיני שלהם, משליכים את המעטפת אל החלל, וקורסים אל תוך עצמם תוך יצירת חור שחור, וכלה בכוכב כפול שבו אחד מ”בני הזוג” (ננס לבן) מושך אליו את בן זוגו ומרסק אותו אל תוכו. משום כך, ב-14 ביוני 2015, כאשר התגלה הבהק אור בגלקסיה מרוחקת, סברו מדענים לא מעטים שמדובר בסופרנובה.

אולם, באירוע זה נִצְפָּה הבהק אור חזק במיוחד, כפול בעוצמתו מזה שנחשב לחזק ביותר עד אז, ובעקבות זאת התעוררה את השאלה באשר לסוג הסופרנובה שגרם אותו. זאת ועוד, פרט לעוצמת ההבהק בלטו באירוע זה עוד כמה מאפיינים “מוזרים”. כך, למשל, הטמפרטורה באיזור ההבהק לא פחתה בהדרגה, כפי שקורה בסופרנובות, אלא היא ירדה, ואז עלתה שוב, ונותרה פחות או יותר קבועה משך זמן רב. נוסף על כך, האירוע  התחולל לא בגלקסיה צעירה, “כחולה” (סוג הגלקסיות שבהן מתחוללות סופרנובות בדרך כלל), אלא בגלקסיה “אדומה”, שרוב הכוכבים בה כבר זקנים למדי, ואינם מוּעדים להתפוצצות.

תופעות אלה עוררו את סקרנותם של החוקר הבתר-דוקטוריאלי גיורגיוס ללודאס ושל פרופ’ אבישי גל-ים, מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע. יחד עם עמיתיהם מצוות המכון, ד״ר פול וריסויק, ד״ר עופר ירון, ד״ר סטיב שולצה ועירא בר, וכן שותפים למחקר מאוניברסיטאות ברחבי העולם, הם צפו באירוע, תיעדו ומדדו אותו. כך התברר שהספקטרום של האירוע השתנה, והדבר הצמיח את ההשערה שמדובר בתופעה נדירה יחסית, שעד כה נצפתה כעשר פעמים בלבד: השמדה של כוכב כתוצאה מגיאות כבידתית של החור השחור הענק המצוי בלִבה של הגלקסיה. הנחה זו התחזקה נוכח העובדה, שאירוע ההבהק התחולל ממש במרכז הגלקסיה. בנוסף, תופעת הטמפרטורה שאינה פוחתת הייתה מוּכרת מן האירועים המעטים של הרס כוכבים כתוצאה מגיאות כבידתית של חור שחור שנצפו בעבר.

למעשה, גם כאירוע של גיאות כבידתית של חור שחור היה זה אירוע נדיר וייחודי, שכן, כדי שיתחולל הבהק כזה, חייבים להתקיים שני תנאים: כוכב הנע קרוב לסף האירוע של החור השחור יחצה אותו וייבלע בחור השחור, ובה בעת, האור שנוצר כתוצאה מכך יצליח “לברוח” מכוח הכבידה האדיר של החור השחור. שני התנאים האלה יכולים להתקיים בעת ובעונה אחת אם החור השחור שבמרכז הגלקסיה גדול מאוד, והוא מסתחרר בעצמו סביב צירו – במהירות יחסותית (הקרובה למהירות האור). ואכן, המדידות והממצאים של מדעני המכון ושותפיהם למחקר הראו, שהבזק האור האדיר נגרם כתוצאה מגיאות כבידתית של חור שחור מאסיבי מאוד, שמסתחרר במהירות יחסותית. ממצאים אלו פורסמו באחרונה בכתב-העת המדעי “נייצ’ר אסטרונומי”.

#מספרי_מדע

מאסתו של החור השחור שגרם את הבהק האור האדיר גדולה פי 100 מיליון ממאסת השמש שלנו. לשם השוואה, מאסת החור השחור במרכז גלקסיית שביל החלב, שבה ממוקם כדור-הארץ, היא פי 4 מיליון ממאסת השמש שלנו.

עוד בנושא באתר הידען:

• שלוש שעות אחרי הפיצוץ
• לראשונה פיזיקאים חוזים בלידה של חור שחור
• יותר קרינה ממעמקי היקום
• גלקסיה גדולה שימשה טלסקופ ענק לגילוי גלקסיה תינוקת
• הטלסקופ מאשר: המפץ הגדול אכן התרחש