מחקר חדש מראה כיצד כבידת הגלקסיה המארחת משפיעה על זוגות כוכבים רחוקים, ומביאה את החורים השחורים להתנגשויות קיצוניות ונדירות המלוות בגלי כבידה חזקים
במחקר פורץ דרך, חושפים חוקרים השערה כיצד זוגות כוכבים בינאריים, שבעבר חשבו שהם מתפתחים בשקט כאשר הם מרוחקים זה מזה, מושפעים באופן עמוק מכבידת הגלקסיה המארחת. אינטראקציה גלקטית זו עשויה לשנות את מסלוליהם, ובכך להוביל את החורים השחורים או אפילו כוכבים רחוקים להתנגשויות אלימות.
זיהוי גלי כבידה הנוצרים מהתנגשויות של חורים שחורים העלה שאלה מסקרנת: כיצד חורים שחורים מתקרבים זה לזה עד כדי התנגשות? חוקרים במכון מקס פלנק לאסטרופיזיקה (MPA) מציעים תשובה: שחלק מהחורים השחורים החלו את דרכם ככוכבים מסיביים שהקיפו זה את זה במרחקים עצומים – פי 1,000 עד 10,000 מהמרחק בין כדור הארץ לשמש. לאחר שמסיימים את מחזור חייהם ומתמוטטים לחורים שחורים, הכוחות הכבידתיים של הגלקסיה המארחת עשויים לעוות את מסלוליהם בהדרגה. תהליך זה יכול לקרב את החורים השחורים ולהוביל להתמזגותם.
רבים מהכוכבים ביקום אינם בבדידות. בניגוד לשמש שלנו, לרבים מהם יש בן זוג, והם יוצרים יחד מערכת בינארית. המרחק בין בני הזוג במערכת זו משחק תפקיד מרכזי בהתפתחותם. כוכבים במסלולים קרובים מאוד נוטים להחליף מסה, מה שמוביל לאינטראקציות דינמיות מורכבות.
בכוכבים מסיביים, אינטראקציות אלו יכולות להוביל להיווצרות זוגות חורים שחורים בינאריים שעשויים להתמזג בעקבות איבוד אנרגיה דרך גלי כבידה. לעומת זאת, ההשערה המקובלת בעבר היתה שזוגות בינאריים המרוחקים זה מזה מתפתחים ללא אירועים מיוחדים, כשהם מתנהגים ככוכבים בודדים שיוצרים חורים שחורים בינאריים רחוקים מכדי להתמזג אי פעם.
הבנת ההתפתחות של כוכבים בינאריים רחוקים
מחקר חדש, שפורסם בכתב העת The Astrophysical Journal Letters בהובלת יאקוב סטגמן, עמית מחקר במכון מקס פלנק לאסטרופיזיקה, מציע תובנות חדשות על מערכות בינאריות רחוקות בהקשר של הסביבה הגלקטית שלהן.
מערכות בינאריות רחוקות – שבהן המרחק בין הכוכבים עולה על פי 1,000 מהמרחק בין כדור הארץ לשמש – רגישות להפרעות מכוחות כבידתיים של הגלקסיה המארחת וממפגשים קרובים עם כוכבים חולפים. המחקר חושף כי השפעות גלקטיות אלו יכולות להביא לאינטראקציות דרמטיות ובלתי צפויות, המשפיעות על שני הכוכבים ועל שאריותיהם הדחוסות.
האינטראקציות נגרמות בגלל אנרגיית הקשר הנמוכה מאוד שמחזיקה זוגות חורים שחורים בינאריים רחוקים יחד. כתוצאה מכך, כוח הכבידה של הגלקסיה המארחת יכול לעוות את מסלולם ולהפוך אותו לאליפטי יותר ויותר. במסלולים אלה, החורים השחורים נשארים מרוחקים זה מזה במשך רוב הזמן, אך חולפים קרוב זה לזה פעם אחת בכל מסלול.
השפעות על כוכבים בעלי מסה נמוכה
מנגנון זה עשוי להיות רלוונטי גם להתפתחות כוכבים בינאריים רחוקים בעלי מסה נמוכה. מחקר שבוצע לאחרונה על-ידי MPIA הראה שכ-10% מכלל הכוכבים בעלי מסה נמוכה מחזיקים בן זוג רחוק.
תוצאות המחקר מייצגות התקדמות חשובה בהבנת האינטראקציות של מערכות בינאריות רחוקות עם הגלקסיה שבה הן נמצאות. המחקר פותח פתח להבנת התהליכים שהובילו לאירועים האנרגטיים ביותר ביקום.
עוד בנושא באתר הידען:
