אסטרונומים מהמכון לאסטרונומיה (IoA- Institute of Astronomy) שבקיימבּרידג’, אנגליה צפו בגוש של חומר בליבה של גלקסיה, המרוחקת 100 מיליון שנות אור מכדוה”א, המקיף חור שחור סופר מאסיבי 4 פעמים בדרכו להשמדה.
אריאל אייזנהנדלר, האגודה הישראלית לאסטרונומיה
אסטרונומים מהמכון לאסטרונומיה (IoA- Institute of Astronomy) שבקיימבּרידג’, אנגליה צפו בגוש של חומר בליבה של גלקסיה, המרוחקת 100 מיליון שנות אור מכדוה”א, המקיף חור שחור סופר מאסיבי 4 פעמים בדרכו להשמדה. מרחק החומר מן החור השחור היה בערך אותו המרחק כמו של כדוה”א מן השמש והוא “גמע” אותו רק ברבע יום, עקב כוח המשיכה העצום של החור השחור. ע”י מעקב אחר “מסלול המוות” (Doomed Orbit) האסטרונומים הצליחו לחשב את מאסתו של החור השחור: בן 10 ל-50 מאסות השמש.
תצפית ראשונית: מדענים הצליחו לחבר יחדיו מסע של גוש חומר שנחרץ דינו כשהקיף חור שחור ארבעה פעמים. תהליך הביצוע שלהם מספק שיטה חדשה למדידת מאסתו של חור שחור, מה שמאפשר בחינה של תיאוריית הכבידה של איינשטיין ברמות שרבים חשבו כי הן אינן אפשריות.
צוות בהנהגתו של ד”ר קאזוּשִי אִיוואסאווא (Kazushi Iwasawa) מהמכון לאסטרונומיה שבקיימבּרידג’, אנגליה עקב אחר נתיב של גז לוהט במשך יום שלם במהלכו הוא נכרך סביב חור שחור סופר מאסיבי, במרחק הדומה לזה של כדוה”א מההשמש. ההקפה, המואצת עקב כוח המשיכה הקיצוני של החור השחור, ערכה רבע יום במקום שנה. המדענים יכלו לחשב את מאסתו של החור השחור ע”י הכנסת המדידות של אנרגיית האור, מרחקו מהחור השחור והזמן שלקח לו להקיף את החור השחור – שילוב של תיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין ופיזיקת קֶפְּלֵר מיושנת וטובה.
אִיוואסאווא ועמיתיו ב-IoA, ד”ר ג’יאובני מיניוטי (Giovanni Miniutti), הציגו את הממצא היום (10/09/04) במסיבת עיתונאים באינטרנט שהתקיימה בניו-אורלינס בפגישה של מחלקת אנרגיה אסטרופיזיקאית גבוהה של האגודה האסטרונומית האמריקאית. ד”ר אנדרו פאביאן (Andrew Fabian) מצטרף אליהם במאמר שמתפרסם במהדורה הקרובה של “הבחנות חודשיות” (Monthly Notices) של האגודה האסטרונומית המלכותית. המידע הגיע מהמצפה ניוטון XMM של סוכנות החלל האירופאית.
הצוות חקר גלקסיה ששמה 3516 NGC, המרוחקת 100 מיליון שנות אור מכדוה”א ונמצאת באזור קבוצת הכוכבים הדובה הגדולה (Ursa Major), ביתה של העגלה הגדולה (Big Dipper) או המחרשה (Plough). מניחים כי בליבה של גלקסיה זו שוכן חור שחור סופר מאסיבי. באזורים מרכזיים אלו גז זוהר בקרינת איקס לאחר שהוא מחומם לטמפ’ של מיליוני מעלות עקב כוח המשיכה העצום של החור השחור.
מצפה ניוטון XMM לכד מאפיינים ספקטרליים מהאור שמסביב לחור השחור, המוצגים על ספקטרוגרף (מכשיר לרישום או צילום ספקטרום) עם חודים המצביעים על רמות אנרגיה מסוימות, הדומים במראם לקווים המשוננים של קרדיוגרף (מכשיר לרישום פעולת הלב). במהלך התצפית, שארכה יום שלם, ה-XMM לכד התפרצות מגז “נלהב” שהקיף את החור השחור ונכרך סביבו 4 פעמים. זה היה פריט המידע הקריטי שנזקקו לו על מנת למדוד את מאסת החור השחור. המדענים כבר ידעו את מרחק הגז מהחור השחור לפי מאפיינים ספקטרליים שלו (שיעור ההסחה לאדום הכבידתית או איבוד האנרגיה המתגלים לפי הקו הספקטרלי, קשורים לכמה קרוב נמצא עצם לחור שחור). בעזרת נתוני מרחק וזמן הקפה, המדענים יכולים להגיע למדידות מאסה – בין 10 ל-50 מאסות שמש, בהתאמה לערכים שהושגו בטכניקות אחרות.
בעוד שהחישוב הוא ברור, הניתוח להבנת משך זמן ההקפה של התפרצות קרן איקס הוא חדש ומורכב. ביסודו, המדענים הבחינו במחזור החוזר ארבע פעמים: אפנון (-וויסות) של עוצמת האור המלווה בתנודה )- וסילציה, נענוע) של אנרגיית האור. האנרגיה והמחזור שנצפו מתאימים לפרופיל של אור המוסח לאדום עקב כבידה (כבידה הגונבת אנרגיה) או מוסח ע”י תוצא דופלר (רווח והפסד באנרגיה כאשר חומר בהקפה נע לעברינו או מתרחק מאתנו).
טכניקת הניתוח מרמזת, להפתעת צוות מדענים זה, שדור תצפיות קרני האיקס הנוכחי יכול לתת הישג משמעותי במדידת מאסות של חורים שחורים, בשילוב תצפיות ארוכות ומערכות חורים שחורים עם התפרצויות הנמשכות זמן ארוך.
בהסתמך על מידע זה, משימות מוצאות כגון קונסטליישן-איקס (Constellation-X) או XEUS יכולות להגיע רחוק יותר בבדיקת המתמטיקה של איינשטיין במעבדת הכבידה הקיצונית.
