התפרצות קרינת גמא שנמשכה כמעט דקה

מקור הקרינה בכוכבים כפולים שהתמזגו לאחר שנפלטו מהגלקסיה שלהם. בדרך כלל התפרצויות שאינן מתרחשות בתוך גלקסיה אורכת שניות בודדות. בהתפרצויות כאלה נוצרים יסודות כבדים כולל זהב ופלטינה

התפרצויות גמא הן ההתפוצצויות הכי עוצמתיות ביקום והן נגרמות בדרך כלל על ידי קריסה של כוכבים או התנגשויות של שרידי כוכבים דחוסים. אבל תגלית חדשה מאתגרת את ההבנה הזאת, כי היא לא מתאימה לאף אחת מהקטגוריות האלה. אסטרונומים ממכון נילס בוהר מילאו תפקיד חשוב במחקר הזה, שעשוי פוטנציאלית לשנות את התאוריות הנוכחיות לגבי אירועים עוצמתיים אלה.

דניאלֵה ביורן מלסאני ביצע תצפית מעקב שגרתית על התפרצות גמא, בשם GRB 211211A, באמצעות הטלסקופ האופטי הנורדי באי הקנרי לה פלמה. נוהל רגיל אחרי שקיבל את המסרון שנוצר אוטומטית על ידי לוויין המשימה המתפרצת גמא-ריי סוויפט שמנטר התפרצויות גמא.

אבל משהו לא הסתדר…

מלסאני הוא אסטרונום באוניברסיטת ראדבוד בהולנד וחוקר אורח במרכז השחר הקוסמי בקופנהגן. הוא מתמחה בהתפרצויות גמא, ההתפוצצויות הכי אנרגטיות ביקום.

אבל כדי להבין מה לא הסתדר, נסביר תחילה מהן התפרצויות גמא:

התפרצויות גמא הן הבזקים קצרים ומאוד בהירים של צורת האור הכי אנרגטית, קרני גמא. הן מתגלות לרוב ביקום המאוד מרוחק ובדרך כלל יש להן שתי קטגוריות הנובעות, כך חושבים, משני תרחישים פיזיקליים שונים:

התפרצויות “ארוכות” נמשכות בדרך כלל כמה שניות עד כמה דקות אבל לעיתים קרובות הן מלוות בהבזק משנה ממושך יותר של אור פחות אנרגטי. הן נמצאות באזורים יוצרי כוכבים הדחוסים ביורת בגלקסיות וחושבים שהן תוצאה של כוכב מסיבי שקורס והופך לכוכב נייטרונים דחוס או לחור שחור, ותוך כדי התהליך פולט את החלקים החיצוניים שלו בהתפוצצות עצומה הדומה לסופרנובה.

התפרצויות “קצרות” חולפות מהר אפילו יותר, המשך הממוצע שלהן עשירית שנייה עד שנייה. לעיתים קרובות הן נראות מוסטות ממרכז הגלקסיה או אפילו מחוץ לגלקסיה. התיאוריה הנפוצה היא שהן התוצאה של שני כוכבים מסיביים המקיפים אחד את השני במערכת “בינארית”. בשלב כלשהו הם מתפוצצים כסופרנובות, שבועטות אותם אל מחוץ לגלקסיה המארחת שלהם. בסופו של דבר, עם זאת, שני העצמים יסתחררו פנימה ויתמזגו, ויגרמו להתפרצות גמא.

בשני המקרים, האנרגיה המשתחררת מדהימה: בשיא, הן יכולות לזהור בבהירות כמו כל הכוכבים ביקום הנצפה ביחד (בהנחה שהן פולטות אור בכל הכיוונים באופן שווה. במציאות הן כנראה קצת פחות בהירות אבל פולטות את רוב האור שלהן בסילונים צרים, כשאנו פשוט נמצאים במקרה בכיוון הזה).

אז מה הייתה הבעיה עם ההתפרצות של מלסאני, GRB 211211A? ובכן, נראה שהיא לא מתאימה לאף אחת מהקטגוריות האלה, או אולי מתאימה לשתיהן. “התצפיות מראות שמקור ההתפרצות היה מחוץ לגלקסיה שאופיינית לאירוח של התפרצויות קצרות. אבל היא לא נמשכה אלפית שנייה או כמה שניות – המפלצת הזאת נמשכה כמעט דקה”, אומר מלסאני.

האירוע המוזר הזה גרם לקבוצה בינ”ל של אסטרונומים, בראשות ג’יליאן רסטינג’ד מאוניברסיטת נורתווסטרן בארה”ב, להתחיל בקמפיין אינטנסיבי לחקר העצם המפתיע הזה. הפעילות הזאת הובילה לתגלית הבלתי צפויה לחלוטין של מה שמכונה קילונובה, הוכחת האקדח המעשן של התנגשות בין שני כוכבי נייטרונים, או בין כוכב נייטרונים וחור שחור.

יש הסכמה נרחבת שמיזוגים של כוכבי נייטרונים בינריים הם היוצרים של התפרצויות גמא קצרות. האסטרונומים תהו מדוע אחרי המיזוג הזה הייתה התפרצות ארוכה.

לוקה איצו, אסטרונום במכון נילס בוהר, השתתף במחקר. הוא אומר: “התפרצויות גמא יכולות להראות מגוון של התנהגויות, אבל ההבדל בין אירועים קצרים וארוכים נקבע בבירור כבר בשנות התשעים ונחשב לאחד מעמודי התווך בתחום. הממצא הזה באמת הפתיע אותנו”.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

• המירוץ לגילוי יסודות על-כבדים נמשך
• התפרצות קרני גמא שנמשכה כמעט שעתיים
• סוג חדש של התפרצות קרני גמא מלמד על דרך חדשה למותו של כוכב
• תועדה התפרצות קרני גמא החזקה ביותר שנצפתה אי פעם
• ייתכן שנתגלה סוג חדש של התפרצויות קרני גמא