נתוני “גאיה” חושפים תנודה אדירה בדיסקת הגלקסיה המסיטה כוכבים למרחק רב – תופעה שעדיין חסרת הסבר
שביל החלב לא רק מסתובב – הוא גם “מעלה אדוות”. נתונים חדשים מטלסקופ החלל גאיה (Gaia) של סוכנות החלל האירופית חושפים גל עצום הנע על פני דיסקת הגלקסיה שלנו, ודוחק כוכבים למרחק של עשרות אלפי שנות אור מן המרכז.
שביל החלב רחוק מלהיות סטטי. הוא סובב ומיטלטל, וכעת תצפיות חדשות מגאיה חושפות תנועה נוספת: גל ענק המתקדם כלפי חוץ ממרכז הגלקסיה.
כבר כמאה שנה ידוע לאסטרונומים שכוכבים מקיפים את מרכז הגלקסיה, וגאיה מיפתה את מהירויותיהם ומסלוליהם. מאז שנות החמישים הוכרה העובדה שדיסקת שביל החלב מעוותת(warp) . בשנת 2020 הראתה גאיה שהדיסקה גם מיטלטלת עם הזמן, בדומה לסביבון מסתובב.
כעת ברור שגל עצום משפיע על תנועות הכוכבים למרחקים של עשרות אלפי שנות אור מן השמש. כמו אדוות המתפשטות מאבן הנזרקת למים, האדווה הכוכבית משתרעת על פני חלק נרחב מדיסקת שביל החלב החיצונית.
גאיה מגלה את “הגל הגדול” של הגלקסיה שלנו
האדווה הבלתי צפויה מודגמת באיור שלפניכם, שבו מוצגים מיקומיהם של אלפי כוכבים בהירים בצבעי אדום וכחול, על גבי מפות שביל החלב של גאיה.
במבט העליון אנו רואים את הגלקסיה “מלמעלה”. במבט הצד אנו רואים את הגל מן הצד. פרספקטיבה זו חושפת שה“צד השמאלי” של הגלקסיה מתעקל מעלה וה“ימני” מטה (עיוות הדיסקה). הגל החדש מיוצג באדום/כחול: אדום – כוכבים מעל מישור הדיסקה המעוות; כחול – כוכבים מתחתיו.
גם אם אין חללית היכולה לצאת מעבר לגלקסיה, הדיוק הייחודי של גאיה – בשלושת ממדי המיקום (תלת־ממד) ובשלוש מהירויות (אלינו, מאיתנו ולרוחב השמיים) – מאפשר למדענים להרכיב מפות מלמעלה ומהצד.
קנה המידה של הגל
מן המפות עולה שהגל משתרע על חלק עצום מן הדיסקה, ומשפיע על כוכבים במרחקים של כ־30–65 אלף שנות אור ממרכז הגלקסיה (לשם השוואה: קוטר שביל החלב כ־100 אלף שנות אור).
“מה שהופך זאת למרתק עוד יותר הוא היכולת שלנו, בזכות גאיה, למדוד גם את תנועות הכוכבים בתוך דיסקת הגלקסיה,” אומרת אלואיזה פוג’יו (Eloisa Poggio) , אסטרונומית במכון הלאומי לאסטרופיזיקה באיטליה (INAF) שעמדה בראש הצוות שגילה את הגל. “החלק המסקרן אינו רק המראה המרחבי התלת־ממדי של מבנה הגל, אלא גם ההתנהגות הגלית כשאנו מנתחים את תנועות הכוכבים בתוכו.”
באיור הצד של שביל החלב, חצים לבנים מציגים את רכיבי המהירות האנכיים של הכוכבים. ניתן להבחין שהתבנית הגלית של התנועות האנכיות (החצים) מוסתת אופקית ביחס לתבנית הגלית של מיקומי הכוכבים האנכיים (אדום/כחול). “התנהגות זו תואמת בדיוק למה שמצופה מגל,” מסבירה פוג’יו.
גל עידוד קוסמי
חשבו על “גל” שמבצעת קהל ביציעי אצטדיון. בקני המידה הגלקטיים, ניתן לדמיין את הגל הזה “קפוא בזמן”, כפי שאנו רואים את שביל החלב. חלק עומדים זקוף, חלק זה עתה התיישבו (הגל חלף), ואחרים עומדים לקום (הגל מתקרב). באנלוגיה זו, האזורים האדומים במפות (מבט על ומבט צד) הם ה“עומדים”. אם מתייחסים למהירויות, הגדולים שבחצים המצביעים מעלה מייצגים את אלה העומדים להתחיל לקום, מעט לפני הגעת הגל.
הצוות עקב אחר התנועה המפתיעה באמצעות מיפוי מיקומים ותנועות של כוכבים ענקיים צעירים וכוכבי צֶפֶאיד (Cepheids) – כוכבים משתנים שבהירותם מתנהגת באופן צפוי וניתנת למדידה ממרחקים גדולים בעזרת גאיה. מכיוון שכוכבים צעירים וכוכבי צפאיד “נעים עם הגל”, סבורים המדענים שגם הגז בדיסקה משתתף באדווה רחבת־היקף זו; ייתכן שהכוכבים הצעירים “שומרים זיכרון” של מידע הגל מן הגז שממנו נולדו.
מוצא הגל ומה הלאה
מקורן של הרעידות הגלקטיות הללו אינו ידוע. התנגשות בעבר עם גלקסיה ננסית היא הסבר אפשרי, אך יש לבדוק זאת עוד. ייתכן גם קשר ל“גל רדקליף” (Radcliffe Wave) – תנועה גלית בקנה־מידה קטן יותר המצויה כ־500 שנות אור מן השמש ונמתחת על פני כ־9,000 שנות אור. “עם זאת, גל רדקליף הוא סיב (פילמנט) קטן בהרבה, ובאזור אחר של דיסקת הגלקסיה ביחס לגל שאנו חקרנו (קרוב הרבה יותר לשמש). ייתכן שיש ביניהם קשר וייתכן שלא; לשם כך נדרש מחקר נוסף,” מוסיפה פוג’יו.
“מהדורת הנתונים הרביעית הקרובה של גאיה (DR4) תכלול מיקומים ותנועות מדויקים עוד יותר לכוכבי שביל החלב, כולל משתנים כגון קפאידים. זה יסייע ביצירת מפות טובות יותר ויקדם את הבנתנו את המאפיינים הללו בגלקסיה הביתית,” אומר יוהנס זאלמן, חוקר הפרויקט של גאיה ב-ESA.
עוד בנושא באתר הידען:
