מהפכה באסטרופיזיקה: מודל של ההתפוצצויות הכי חזקות ביקום

ההתפתחויות באסטרופיזיקה המודרנית מאפשרות יותר ויותר לגלות התפוצצויות אסטרופיזיות

מודל חדש מספק תובנות מתקדמות על פיצוצים אסטרופיזיקליים, ועוקב אחר האינטראקציה של האור הנפלט מאירועים אלו עם החומרים שמסביבם. עבודה זו, בשילוב עם נתונים מהסקר הקרוב של טלסקופ LSST במצפה רובין, צפויה לשפר את הבנתנו על תופעות קוסמיות.
מודל חדש מספק תובנות מתקדמות על פיצוצים אסטרופיזיקליים, ועוקב אחר האינטראקציה של האור הנפלט מאירועים אלו עם החומרים שמסביבם. עבודה זו, בשילוב עם נתונים מהסקר הקרוב של טלסקופ LSST במצפה רובין, צפויה לשפר את הבנתנו על תופעות קוסמיות

יש כמה צורות של התפוצצויות אסטרופיזיות: קריסת ליבת הברזל של כוכב מסיבי שיוצרת סופרנובה של קריסת ליבה, אירוע שיבוש גאות – ה"ספגטיפיקציה" וה"אכילה" של שאריות כוכבים על ידי חור שחור על-מסיבי והיתוך גרעיני בלתי נשלט על פניו של ננס לבן, שגורם לסופר נובה מסוג 1-A. התפוצצויות אלה קורות לעיתים תכופות, אם כי לרוב בגלקסיות רחוקות, ורק לאחרונה אסטרונומים יכולים להביט עמוק מספיק לתוך החלל כדי לגלות אותן בכמות ניכרת – וצפויות עוד תגליות רבות.

הפיזיקאי אריק קופלין פיתח מודל שמלדמות במהירות התפוצצויות אלה ולהתחקות אחרי מקור האור שאנו צופים מהן. "עם ההבנה החדשה הזאת, אנו יכולים ליצור מודל של הפליטה מהאינטראקציה של התפוצצות עם סביבתה, ולהתחקות אחרי התפתחותה על פני הזמן", אמר.

שנים רבות אסטרונומים ידעו מתי כוכב ענק מת בהשפעת הקריסה הכבידתית העצמית שלו. זאת בגלל שקריסתו מובילה להיפוך של הקריסה פנימה כשכוכב נייטרונים נוצר במרכזו, שגורם להתפוצצות שיוצרת התפרצות מאוד עוצמתית ומאירה – הנקראת כיום סופרנובה של קריסת ליבה. את הסופרנובות שמתרחשות בגלקסיה שלנו (או בגלקסיות אחרות מאוד קרובות) אפשר לראות ללא מכשירים, אבל כיום רבות מהן מתגלות על ידי טלסקופים מודרניים בקצב של עשרות בכל לילה.

התפוצצויות מסוגים אחרים, עם זאת, פחות קל לזהות, כי הן רחוקות מדי או מתעממות מהר מדי. קל להחמיץ התפרצויות א"מ שדועכות מהר, לדוגמה, אם לא מסתכלים במקום הנכון בשמיים בזמן הנכון. למרות זאת, הן יכולות לשחרר כמות אנרגיה דומה כמו התפוצצות סופרנובה סטנדרטית.

"ההתפוצצויות האלה יכולות לשחרר אנרגיה השווה למיליארדי מיליארדים של פצצות אטום בכל יום", אומר קופלין. "אירועים עתירי אנרגיה חולפים כאלה מתרחשים כל הזמן ביקום".

אסטרונומים רוצים לגלות סופרנובות של קריסת ליבה ותופעות מאירות המתפתחות מהר אחרות בחלל, הנקראות ביחד "חולפות". המודל החדש של קופלין יסייע בחיפוש הזה.

ההתפוצצות של כוכב מסיבי גורמת להיפלטות המעטפת שלו, וה"פלט" הזה מתפשט החוצה עם הזמן ויוצר אינטראקציה עם התווך שסביב הכוכב בעת מותו. האינטראקציה יוצרת שני גלי הלם ואי-רציפות מגע, המכונים ביחד "קליפה", שמפזרת אנרגיה קינטית על חשבון יצירת יותר אור. המודל החדש של אריק קופלין עוקב אחרי ההתפתחות תלוית הזמן של הקליפה הזאת, שאפשר להשתמש בה יחד עם תצפיות של אירועים עתירי אנרגיה אלה כדי לאפשר הבנה של הפיזיקה המניעה התפוצצויות אסטרונומיות. קרדיט: Eric Coughlin/Syracuse University
ההתפוצצות של כוכב מסיבי גורמת להיפלטות המעטפת שלו, וה"פלט" הזה מתפשט החוצה עם הזמן ויוצר אינטראקציה עם התווך שסביב הכוכב בעת מותו. האינטראקציה יוצרת שני גלי הלם ואי-רציפות מגע, המכונים ביחד "קליפה", שמפזרת אנרגיה קינטית על חשבון יצירת יותר אור. המודל החדש של אריק קופלין עוקב אחרי ההתפתחות תלוית הזמן של הקליפה הזאת, שאפשר להשתמש בה יחד עם תצפיות של אירועים עתירי אנרגיה אלה כדי לאפשר הבנה של הפיזיקה המניעה התפוצצויות אסטרונומיות. קרדיט: Eric Coughlin/Syracuse University

הפלט מאוד חם בתחילה ומקרין כמויות עצומות של אור, וגם הדעיכה הרדיואקטיבית של יסודות אטומיים כבדים תורמת לפליטה. גם האינטראקציה בין הפלט והגז שסביבו יכולה להוסיף לפליטה הזאת, כשנוצרים שני גלי הלם נוספים שמאיצים את הגז שמסביב ומאטים את הפלט שנע החוצה.  ה"קליפה" הזאת של החומר שעברו בו גלי הלם מתפשטת החוצה עם הזמן, ויוצרת לא רק אור נראה אלא גם פליטה בתדרי רדיו שמצביעה על הנוכחות של גז שחומם על ידי גלי הלם. המודל של קופלין מספק מתודולוגיה חדשה למעקב אחרי ההתפתחות של הקליפה שנוצרת באמצעות האינטראקציה הזאת, שאפשר להשתמש בה יחד עם נתוני רדיו כדי להסיק תכונות של ההתפוצצות, כגון האנרגיה שלה.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

אתר זו עושה שימוש ב-Akismet כדי לסנן תגובות זבל. פרטים נוספים אודות איך המידע מהתגובה שלך יעובד.