כוכב התפוצץ בתוך כוכב

ננס לבן בקבוצת אופיוקי, החולק את המסלול עם ענק אדום התורם לו חומרים חדשים, התפרץ בפברואר 2006. הפעם היו טלסקופים רבים ברחבי העולם ומחוצה לו ערוכים להבין את התופעה המוזרה – נובה חוזרת

אבי בליזובסקי

הדמיית אמן של התפוצצות הכוכב RS אופיוקי. credit: David A. Hardy.
ב-12 בפברואר 2006 דיווחו אסטרונומים חובבים כי כוכב חיוור בקבוצת אופיוקיוס הפך פתאום נראה לעין ללא סיוע טלסקופ. התיעוד הראה כי הכוכב הידוע כנובה חוזרת, RS Ophiuchi (RS Oph), הגיע לרמת בהירות גבוהה פי 5 ב-108 השנים האחרונות ולאחרונה ב-1985. ההתפוצצות האחרונה נצפתה לפרטים באמצעות צי של טלסקופים חלליים וקרקעים.
בדיווח שמסרו ביום שישי פרופ' מייק בודה מאוניברסיטת ג'ון מור בליוורפול וד”ר טים או'בריין ממצפה ג'ורדל בנק בועידת האגודה האסטרונומית המלכותית הבריטית בלסטר הם מסרו את התוצאות העדכניות השופכות אור חדש על המתרחש כאשר כוכב מתפוצץ.

RS Oph נמצא במרחק של קצת יותר מ-5,500 שנות אור מכדור הארץ. מדובר בננס לבן – גלעין דחוס ביותר של כוכב, בגודל של כדור הארץ שהגיע לסוף חייו כאשר שרף את כל המימן שלו והשיל את שכבותיו החיצוניות – הנמצא בקרבת מסלולים לענק אדום גדול בהרבה ממנו.
שני הכוכבים כל כך קרובים עד שגז עשיר במימן מהשכבות החיצוניות של הענק האדום, נדחפים לעבר כוח המשיכה העצום של הנס הלבן. לאחר כעשרים שנה, מצטבר מספיק גז על פני השטח של הננס הלבן. בתוך פחות מיום, תפוקת האנרגיה של הכוכב מגיעה ללמעלה מפי 100 אלף מזו של השמש והגז המצטבר, שמסתפו פי כמה ממסת כדור הארץ, נורה לחלל במהירויות של אלפי קילומטרים לשניה.
חמש התפרצויות כאלה מתרחשות בכל מאה שנה והדבר יכול להיות מוסבר בכך שהננס הלבן נמצא קרוב למקסימום המסה האפשרית שהוא יכול לשאת בלא לקרוס ולהפוך אפילו לכוכב ניוטרון שהוא דחוס בהרבה ממצב של ננס לבן.
עוד תכונה לא שגרתית של RS Oph היא שהענק האדום מאבד כמויות עצומות של גז לרוח העוטפת את כל המערכת. כתוצאה מכך ההתפוצצויות של הננס הלבן מתרחשות למעשה “בתוך” האטמטספירה המורחבת של המלווה הנעק והגז הנפלט מוטח אליה במהירויות גבוהות ביותר.

בתוך שעות מרגע ההבחנה בהתפרצות RS Oph והפצת הידיעה לכל הקהילה האסטרונומית, צפו טלסקופים הן על הקרקע והן בחלל בפעילות. בין הטלסקופים הללו גם הלווין סוויפט של נאס”א המשמש להגיב במהירות לאירועים משתנים בשמים, לרבות צבא המכשירים שעליו כגון טלסקופ קרני ה-X שתוכנן ונבנה ע”י אוניברסיטת לסטר הבריטית.
“הבנו ממעט תצפיות קרינת ה-X שצולמה בהתפרצות של 1985, שזהו חלק חשוב של הספקטרום שכדאי לצפות בו ב-RS Oph מוקדם ככל האפשר, אמר פרופ' בוד, שהוביל את התצפיות ב-1985 וכעת עמד בראש צוות התגובות של סוויפט בהתפרצות הנוכחית.
“ציפינו שגלי ההלם יעברו הן בחומר שנזרק והם ברוח הענק האדום, בטמפרטורה ראשונית של כ-100 מיליון מעלות צלזיוס, פי 10 מאשר בגלעין השמש ולא התאכזבנו.”
התצפית הראשונה של סוויפט, רק שלושה ימים לאחר תחילת ההתפרצות חשפה מקור X בהיר. במהלך השבועות הבאים הוא התבהר ואז החלה לדעוך בספקרטרום המראה על כך שהגז החל להתקרר, אף כי הוא עדיין מקרין חום של עשרות מיליוני מעלות. היה זה צפוי ככל שההלם נדחף לרוח הענק האדום ומואטת. זו תופעה מרשימה ובלתי צפויה לקרינת ה-X.
כחודש לאחר ההתפרצות, עלתה שוב הבהירות של RS Oph בתחום ה-X באופן דרמטי, מספיר ד”ר ג'וליאן אוסבורן מאוניברסיטת לסטר. “אנחנו מעריכים כי הדבר נובע מכך שהננס הלבן החם, שגלעינו עדיין בוער הפך פתאום לנראה למרות הרוח של הענק האדום המקיפה אותו.

“עוצמתו של זרם ה-X החדש היתה משתנה באופן קיצוני ויכולנו לראות פעימות החוזרות על עצמן כל 35 שניות לערך. אף כי מדובר בימים הראשונים בלבד, ואנחנו עדיין אוספים נתונים, אחת האפשוריות להשתנות הזו היא שהיא נובעת מאי יציבות בקצב בעירת הגלעין של הננס הלבן.”
בינתיים, מצפים העובדים בתחומים אחרים של הספקטרום שינו את התוכניות שלהם כדי לצפות באירוע. ד”ר טים אובריין ממצפה ג'ורדל בנק שעבודת הדוקטורט שלו היתה על ההתפרצות של 1985, וד”ר סטיוארט אייריס מאוניברסיטת מרכז לנקשייר, הובילו צוות שביצע את התפצית המפורטת ביותר בתחום הרדיו של אירוע כזה עד כה.

“ב-1985 לא יכולנו להתחיל לצפות ב-RS Oph אלא רק שלושה שבועות לאחר ההתפרצות וגם אז עשינו זאת עם מתקנים הרבה יותר חלשים מאשר אלו העומדים לרשותנו היום” אמר ד”ר אובריין.
הן תצפיות הרדיו והן תצפיות קרני ה-X מההתפרצות האחרונה נותנים נלו טעימה של מה התרחש כאשר ההתפרצות התפתחה. בנוסף, הפעם פיתחנו מודלים ממוחשבים הרבה יותר מתוכחמים. השילוב של השניים כעת יוביל להבנה גדולה יותר של הנסיבות והתואצות של ההתפוצצות.
לדברי ד”ר אייריס, לקח למערכת הטלסקופים מרלין 4 ימים כדי להגיב והיא הראתה כי פליטות הרדיו היו הרבה יותר בהירות מהצפוי. מאז דעכה הבהירות, ושוב גברה. באמצעות טלסקופי רדיו באירופה, צפון אמריקה ואסיה המנטרים את האירוע, זו ההזדמנות הטובה ביותר עד כה להבין מה באמת מתרחש שם.

מצפים רבים ברחבי העולם גם ביצעו תצפיות באור הנראה. תצפיות מבוצעות גם בתחום אורכי הגל הגבוהים יותר כגון האינפרה אדום. לראשונה ניתן גם לצפות בתוצאות התפוצצות בתחום האינפרה אדום מהחלל באמצעות מצפה החלל שפיצר. אמר פופ' ניי אוונס מאוניברסיטת קיל, שעמד בראש צוות התגובות בתחום האינפרה אדום.
הרוח של הענק האדום, שגל ההלם עבר דרכה פלטה פליטות לא רק בתחום ה-X, האופטי והרדיו אלא גם באיפנרה אדום באמצעות קווי העטרה (הנקראים כך משום שהם בולטים בעטרה החמה מאוד של השמש). הדבר חיוני כדי לקבוע את כמות היסודות השונים בחורמ שנזרק בהתפרצות ולאשר את טמפרטורת הגז החם.
יום השיא בתצפיות היה ה-26 בפברואר: ארבעה לווינים ומצפי רדיו ברחבי העולם צפו ב-RS Oph באותו היום.
“הכוכב לא היה יכול להתפוצץ בזמן פחות טוב עבור קהילית החוקרים הבינלאומית. זהו אירוע שמתשנה כל פעם שאנחנו צופים בו.” אמר פרופ' סאמר סטארפילד מאוניברסיטת מדינת אריזונה שעמד בראש קבוצת חוקרים אמריקנית. “אנחנו כולנו נרגשים והחלפנו מסרי דוא”ל רבים כל יום כדי להבין מה קרה באותו יום ולחזות מה תהיה ההתנהגות להבא.
“מה שנראה הוא ש-RS Oph הוא שארית של סופרנובה מסוג 2. סוג זה משמעו שהכוכב המת היה במקורו בעל מסה של לפחות פי 8 מזה של השמש. סופרנובות אלה פולטים חומר במהירויות גבווהת המגיב עם הסביבה. ואולם ההתפתחות האמיתית של שאריות סופרנובה אורכות אלפי שנים ב-RS Oph הדבר מתרחש פשוטו כמשמעו, מול עינינו, פי 100 אלף יותר מהר.

בהתפרצות של RS Oph ב-2006, יש לנו הזדמנות ייחודית להבין הרבה יותר לעומק את מנגנון ההאצה של התפוצצויות תרמו-גרעיניות בשלב ההתפתחות הסופי של הכוכבים” אמר פרופ' בוד. לדבריו, עם אמצעי התצפית של היום, המאמצים שלנו לפני 21 שנים נראים פרימיטיביים.

לידיעה באתר האגודה האסטרונומית המלכותית
ידען אסטרופיסיקה 2 – כוכבים
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~450866832~~~97&SiteName=hayadan