צוות חוקרים בינלאומי הצליח לחדור מבעד ענני האבק הבין-כוכבי, לצפות בהילת החור השחור שבמרכז שביל החלב ולגלות את גודלו
מיכאל רוזנברג
(פורסם ב”גלובס” בתאריך 17-18 באוגוסט 2004)
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/sgra190804.html
במאמר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת “Science”, נחשפו נתונים חסרי תקדים בדיוקם על החור השחור שבמרכז שביל החלב. כשלושים שנה לאחר שהתגלתה לראשונה קרינת גלי רדיו מעצם מסתורי במרכז הגלקסיה שלנו, הצליח צוות חוקרים בינלאומי בראשות ג'פרי באוור מאוניברסיטת קליפורניה “ברקלי” לחשוף את גודלו. אלה אם-כן החדשות: גודל העצם שמסתו גדולה פי 4 מיליון ממסת השמש שלנו, אינו עולה על מסלול ההקפה של כוכב חמה (מרקורי). צפיפות מסה אדירה כזו נקראת “חור שחור” – מן התופעות המוזרות בחקר היקום. זוהי מסה בצפיפות כה גבוהה, עד שכוח המשיכה האדיר שלה מעוות ו”קורע” את ממדי המרחב והזמן. חלקיקי חומר ואור שמתקרבים יתר על המידה לחור שחור, חוצים “סף אל-חזור”, שממנו הכיוון האפשרי היחיד הוא – פנימה. החור הוא שחור כי אין דבר שיכול להיפלט ממנו, אף לא אור. תיאורטית, ממד הזמן בתוך חור שחור יכול לנוע קדימה ואחורה. יש אף מדענים המעלים את הספקולציה שמרכז חור שחור הוא מסדרון ליקומים אחרים. החור השחור שנמצא בדיוק במרכז הגלקסיה שלנו נקרא בשם “קשת A-סטאר” (Sgr A*) – כי מיקומו בקבוצת הכוכבים קשת.
חקר החורים השחורים עבר בעשור האחרון מספר טלטלות מפתיעות. תורת היחסות הכללית ותיאוריות על תהליכי הבערה הגרעינית בכוכבים נבאו את קיומם של “חורים שחורים כוכביים”. חורים שחורים אלה, נוצרים מקריסת כוכבים שמסתם פי עשרות ממסת השמש שלנו לאחר שסיימו את תהליך בערתם, במהלך פיצוץ אדיר המוכר בשם “סופרנובה”. הסופרנובות הם מופע מרהיב של הבזק אור המופיע בשמים למספר חודשים בלבד ולאחר מכן נעלם. סוג נוסף של חורים שחורים הוא “חור שחור מאסיבי” אשר נתגלו במרכזן של גלקסיות רחוקות ועד לאחרונה נחשבו לנדירים. לחורים שחורים אלה מסה אדירה – פי מיליונים ממסת חור שחור כוכבי. אין עדיין תיאוריה מניחה את הדעת לגבי אופן היווצרותם.
חור שחור, בולע כל מה שנופל לתוכו ואינו פולט דבר, כלומר את החור עצמו לא ניתן לראות. עם זאת, החומר הנופל, ממש לפני שהוא “נשאב” אל תוך החור, מואץ, נדחס, מתחמם עד כדי התלבנות, ופולט כמויות עצומות של אור. כך באופן פרדוקסלי, מוצא עצמו העצם השחור ביותר ביקום מוקף בהילת גז מאירה מאין כמוה. אחת ממשימות טלסקופ החלל “האבל” ששוגר ב-1990 היתה לחקור חורים שחורים מאסיביים ואת הגלקסיות בהן הם שוכנים. ההפתעה לא אחרה לבוא – טלסקופ החלל גילה חור שחור מאסיבי בכל גלקסיה בה יכול היה לצפות. היום כבר סוברים החוקרים שבמרכז כל גלקסיה ביקום קיים חור שחור מאסיבי. השערה זו הפכה את העצם המסתורי שבמרכז הגלקסיה שלנו למושא מחקר נחשק, שכן הוא החור השחור המאסיבי הקרוב ביותר לכדור הארץ – מרחק 26 אלף שנות אור. מיקומו של “האבל” בקצה אטמוספירת כדור הארץ מאפשר לו להתגבר על ההפרעות ועיוותי הראייה באטמוספירה. אולם, לצורך צפייה לכוון החור השחור שבמרכז שביל החלב, יש להתגבר על מכשול שונה – ענני האבק הבין-כוכבי שמסתירים את סביבתו.
ענני האבק הבין-כוכבי חוסמים את האור, מטשטשים את התמונה המתקבלת (כאילו היתה לא “בפוקוס”) ולא מאפשרים לראות את הילת הגז החם שעוטפת את החור השחור. הצפייה בתחום גלי הרדיו מסוגלת לעקוף בעיה זו. לשם כך נעזרים האסטרונומים בטלסקופי-רדיו, שצורתם כשל צלחות לווין ענקיות. טלסקופים אלה קולטים קרינת חלקיקי אור בתדרים נמוכים שאינם נראים לעין. למעשה כל הקרינות המוכרות לנו, אינן אלא תנועת חלקיקי אור במרחב, באורכי גל שונים. האור הנראה לעין על צבעיו השונים, הוא רק חלק קטן מספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית המתפרס מגלי הרדיו שאורכם קילומטרים ועד לקרני האקס והגמא שאורך הגל שלהם פחות ממיליארדית הסנטימטר. גלי הרדיו מצליחים להתגבר על ענני האבק הבין-כוכבי, כפי שלדוגמה משקפות האינפרה-אדום “רואות” בחשיכה. רשת טלסקופי הרדיו המשוכללת ביותר העומדת כיום לרשות החוקרים שייכת לסוכנות המדע הלאומית של ארה”ב. לרשת זו (VLBA), עשרה טלסקופי רדיו ענקיים הפרושים לכל רוחב ארה”ב מפורטו-ריקו במזרח ועד הוואי במערב. צוות החוקרים הבינלאומי בראשות פרופסור באוור ערך ב- VLBAתצפיות רדיו אינטנסיביות אל עבר החור השחור במשך מספר שנים. כדי להתגבר על “בעיית הטשטוש”, דחף הצוות את טלסקופי הרדיו עד קצה גבול יכולתם – תדרי המיקרוגל – ופיתח טכניקות חדשות לעיבוד נתונים. המאמץ נשא פרי והתצפיות חשפו את גודלה של הילת הגז – לא יותר מפי חמש מהחור השחור עצמו. כעת עומדים החוקרים מול האתגר האחרון – לחדור מבעד להילת הגז המאיר ולראות את צלו של החור השחור עצמו על פני החלק הפנימי של ההילה.
תמונה של איזור החור השחור שצולמה על ידי הטלסקופ צ'נדרה בינואר 2003
