חוקרים פיתחו שיטה למיפוי האזורים המרכזיים שסביב חורים שחורים, דבר שתורם להבנה טובה יותר של גדילתם
חורים שחורים נחזו בתורת היחסות הכללית שפיתח אלברט איינשטיין בתחילת המאה ה-20, וישנן עדויות מחקריות למכביר על הימצאותם במרכזי גלקסיות – ובמקומות נוספים – ביקום. מדובר בגרמי שמים בעלי כוח כבידה אדיר שדבר לא יכול להתנתק מהם. הם מעקמים את המרחב בקרבתם כך שמעבר לגבול מסוים, אפילו אור אינו מצליח לברוח. כאשר הם סופחים חומר מסביבתם, הם הופכים פעילים וכך המסה שלהם גדלה עם הזמן. כך הם גם משפיעים על סביבתם ובעיקר על התפתחות הגלקסיה שבמרכזה הם נמצאים. לפיכך, חקר האבולוציה שלהם תורם להבנה של היווצרות כוכבים, כוכבי-לכת ואבני בניין של חיים.
התהליך הפיזיקלי של ספיחת החומר לחורים שחורים לוט בערפל כיוון שסביבתם קטנה מכדי שאפשר יהיה לחקור אותה באמצעי הדימות הקיימים. לפי השערות, בתהליך זה החומר הנספח (לרוב גז) יוצר מבנה של דיסקה מסתובבת סביב החור השחור (דיסקת ספיחה). חומר זה מתחמם והופך לפלזמה ולכן מאיר בעוצמה אשר משתווה לזו של אלפי מיליארד שמשות. תהליך ספיחת הגז ופליטת הקרינה נמשך כמה עשרות מיליוני שנה. כך מרכזי הגלקסיות הופכים בהירים מאוד.
מה השאלה? כיצד אפשר להעריך את גודלה המדויק של דיסקת הספיחה – המבנה שקיים סביב חורים שחורים?
ב-20 השנים האחרונות הצטברו עדויות מחקר המרמזות כי גודלה של דיסקת הספיחה שונה משמעותית מהתחזיות התאורטיות. כך עלה ספק בהבנת האבולוציה של חורים שחורים לאורך חיי היקום. מודלים אלטרנטיביים לספיחת חומר לחורים שחורים הוצעו למכביר, אולם טרם התקבל קונצנזוס בתחום.
פרופ’ דורון שלוש, סגן דיקן למחקר בפקולטה למדעי הטבע באוניברסיטת חיפה, מתמקד במחקריו באופן שבו חורים שחורים צוברים מסה וגדלים, וכך משפיעים על התפתחות הגלקסיות והיקום. לדבריו, “בעבר חשבו כי חורים שחורים הם גורמים מתמטיים ותו לא, ורק ב-20 או 30 השנה האחרונות התחילו להבין שהם נטועים במרכזן של רוב הגלקסיות. עם זאת, עדיין לא ברור כיצד הם גדלים על פני זמן חיי היקום. אנו חוקרים את ההשערות על גודלן של דיסקות הספיחה ולשם כך מפתחים כלי תצפית ושיטות עיבוד נתונים חדשניות. במחקרים אלה אנחנו נעזרים גם במודלים תיאורטיים ייעודיים שמתחשבים לא רק בפיזיקה של דיסקת הספיחה אלא גם בזו של האזורים הסמוכים לה״.
במחקרם האחרון, שזכה במענק מהקרן הלאומית למדע, ביקשו החוקרים לנסות להעריך את גודלה של דיסקת הספיחה ולהבין אם פרשנותה המחקרית מדויקת. לרוב, מחקרים בתחום משתמשים בטלסקופים גדולים שזמן התצפית בהם יקר. החוקרים בחרו להשתמש בטלסקופ קטן וייעודי, ובשיטות סטטיסטיות מתקדמות.
האור שנובע מקרבת חורים שחורים פעילים משתנה בזמן ומוחזר לכיווננו מחומר בסביבתם
בנוסף הם השתמשו בטכניקת הדהוד, שמזכירה מכ”ם ויכולה לספק מידע על המבנה הגיאומטרי של אזורים מרוחקים ביקום כל עוד מגיע מהם אור. באמצעות מדידה מדויקת של שינויים בעוצמת האור שנקלטו בצילומי הטלסקופ, גילו החוקרים כי הפירוש שלרוב ניתן לגודל דיסקות הספיחה אינו נכון. “האור שנובע מקרבת חורים שחורים פעילים משתנה בזמן ומוחזר לכיווננו מחומר בסביבתם”, אומר פרופ’ שלוש. “כך, באמצעות מעקב יומיומי אחרי שינויים בעוצמת האור בצבעים שונים, מיפינו את האזורים המרכזיים סביב החור השחור. מצאנו כי אותות האור שנדגמים בצילומים, אשר משקפים את הגודל של האזורים השונים, אינם מושפעים רק מדיסקת הספיחה אלא גם ואולי בעיקר מאזור הקווים הרחבים, אשר נמצא בקרבת חורים שחורים פעילים. למעשה המחקר גילה כי אזור זה נובע מדיסקת הספיחה אך אינו נספח לחור השחור. קיומו ידוע שנים רבות אולם השפעתו על תכונותיה הנצפות של דיסקת הספיחה לא הוערכה נכונה, מה שגרם להטיה משמעותית במדידת גודלה״.
ממצאים אלה תורמים להערכה מדויקת יותר של גודל דיסקות הספיחה ולהבנת האופן שבו חורים שחורים צוברים מסה וגדלים, ומשפיעים על התפתחות היקום.
החיים עצמם:
פרופ’ דורון שלוש, בן 49, מתגורר בתל אביב, חובב מושבע של מוזיקה (קלאסית ועוד), מנגן על פסנתר, נהנה לשחות, ואוהב לבשל ולאכול.
עוד בנושא באתר הידען:
