מחקר בינלאומי מצא שהמיתאם הוותיק בין פליטות ה־UV והרנטגן של קוואזרים אינו קבוע לאורך ההיסטוריה של היקום – רמז לכך שמבנה דיסקת הספיחה וה“עטרה” סביב חורים שחורים על־מסיביים אינו אוניברסלי כפי שסברו במשך עשרות שנים
אסטרונומים מרחבי העולם גילו ראיות חזקות שמהן עולה שהחומר סביב חורים שחורים על-מסיביים לא נשאר אותו הדבר לאורך ההיסטוריה של היקום. אם יאומתו, הממצאים מהמחקר יוכלו להפוך הנחה חשובה שעיצבה את חקר החורים השחורים קרוב לחמישים שנה.
קוואזרים, שהוכרו לראשונה בשנות השישים, הם בין הגופים הכי מאירים שנצפו אי-פעם. הבהירות יוצאת הדופן שלהם מקורה בחורים שחורים על-מסיביים שמושכים חומר סמוך באמצעות כוחות כבידה חזקים. כשהחומר הזה נופל פנימה הוא יוצר דיסקה המסתובבת במהירות שבסופו של דבר מזינה את החור השחור.
הדיסקה מתחממת לטמפרטורות קיצוניות כשחלקיקים מתנגשים ומתחככים ביניהם בהקיפם את החור השחור. התהליך הזה משחרר כמות מדהימה של אנרגיה, ונוצר בין פי מאה לפי אלף יותר אור מגלקסיה שלמה הכוללת עד פחות או יותר מאה מיליארד כוכבים. קרינת ה-UV שמופקת חזקה מספיק שטלסקופים יכולים לגלות קוואזרים ממרחקים עצומים, אפילו קרוב לקצה היקום הנצפה.
מקרינת UV לרנטגן: קשר ותיק
סבורים שאור ה-UV של הדיסקה הוא גם הדלק לקרינת הרנטגן שמפיקים הקוואזרים, שהיא הרבה יותר אנרגטית: קרני אור ה-UV כשהן בחלל נתקלות בעננים של חלקיקים עתירי אנרגיה קרוב מאוד לחור השחור, מבנה הנקרא גם "עטרה".
כשהן נהדפות מהחלקיקים האנרגטיים האלה, קרני ה-UV מגבירות אנרגיה ויוצרות קרינת רנטגן עצימה שהגלאים שלנו יכולים לגלות.
בגלל ההיסטוריה המשותפת שלהן, יש קשר הדוק בין פליטות הרנטגן וה-UV של קוואזרים – אור UV בהיר יותר משמעו בדרך כלל עוצמת רנטגן חזקה יותר. המיתאם הזה, שהתגלה לפני קרוב לחמישים שנה, מספק תובנות יסודיות על הגאומטריה והתנאים הפיזיקליים של החומר שקרוב לחורים שחורים על-מסיביים ומהווה מוקד של מחקר אינטנסיבי במשך עשורים.
המחקר האחרון מוסיף תפנית למחקרים הקודמים כי הוא מטיל ספק באוניברסליות של המיתאם – הנחה יסודית שמשתמע ממנה שמבנה החומר סביב חורים שחורים דומה בכל היקום.
הוא מראה שכשהיקום היה צעיר יותר – בערך מחצית מגילו הנוכחי – המיתאם בין קרינות הרנטגן וה-UV היה שונה משמעותית מהמיתאם שניצפה ביקום הקרוב. מהתגלית עולה שייתכן שהתהליכים הפיזיקליים שקושרים בין דיסקת הספיחה והעטרה סביב חורים שחורים על-מסיביים השתנו ב-6.5 מיליארד השנים האחרונות של היקום.
"האימות של קשר לא אוניברסלי בין קרינות הרנטגן וה-UV במהלך הזמן הקוסמי מפתיע מאוד ומאתגר את הבנתנו איך חורים שחורים על-מסיביים גדלים ומקרינים", אמר ד"ר אנטוניס גאורגאקאקיס, ממחברי המחקר. "בדקנו את התוצאה תוך שימוש בגישות שונות, אבל נראה שהיא מתמידה".
האוניברסליות של הקשר בין קרינות ה-UV והרנטגן היא הבסיס לשיטות מסוימות המשתמשות בקוואזרים כ"נרות תקניים" למדידת הגאומטריה של היקום ובסופו של דבר לחקר טיבם של החומר האפל והאנרגיה האפלה. התוצאה החדשה הזאת מדגישה את הצורך בזהירות, ומראה שההנחה שהמבנה של חורים שחורים לא משתנה במהלך הזמן הקוסמי צריכה להיבחן מחדש בקפדנות.
"ההתפתחות החשובה כאן היא מתודולוגית", אמרה מריה כירה, המחברת הראשית של המאמר.
עוד בנושא באתר הידען:
