סקר ACES חושף רשת סיבים, עשרות מולקולות וכימיה מורכבת באזור המולקולות המרכזי סמוך לחור השחור העל־מסיבי, ופותח חלון חדש להבנת היווצרות כוכבים בסביבות קיצוניות
אסטרונומים תיעדו את האזור המרכזי של שביל החלב בתמונה חדשה ומרשימה, החושפת רשת מורכבת של סיבים של גז קוסמי בפירוט חסר תקדים. הנתונים נאספו באמצעות מערך המילימטר/תת־מילימטר הגדול של אטקמה (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA), והם מהווים את מאגר הנתונים הגדול ביותר מסוגו שנוצר עד היום ב-ALMA. המאגר הזה יאפשר לחוקרים לבחון את חייהם של כוכבים באזור הקיצוני ביותר של הגלקסיה שלנו, סמוך לחור השחור העל־מסיבי שבמרכזה.
“זה מקום של קיצוניות, בלתי נראה לעינינו, אבל כעת הוא נחשף בפרטים יוצאי דופן,” אומרת אשלי בארנס (Ashley Barnes), אסטרונומית במצפה הדרומי האירופי (European Southern Observatory, ESO) בגרמניה, שחברה בצוות שאסף את הנתונים החדשים. התצפיות מספקות מבט ייחודי על גז קר — חומר הגלם שממנו נוצרים כוכבים — בתוך מה שמכונה אזור המולקולות המרכזי (Central Molecular Zone, CMZ) של הגלקסיה. זו הפעם הראשונה שבה הגז הקר בכל האזור הזה נבחן ברמת פירוט כזו.
האזור שמופיע בתמונה משתרע על פני יותר מ־650 שנות אור. הוא מכיל עננים צפופים של גז ואבק סביב החור השחור העל־מסיבי שבמרכז שביל החלב. “זהו הגרעין הגלקטי היחיד שקרוב מספיק לכדור הארץ כדי שנוכל לחקור אותו בפרטים כה עדינים,” אומרת בארנס. המאגר מציג את אזור המולקולות המרכזי כפי שלא נראה בעבר: ממבנים של גז בקנה מידה של עשרות שנות אור, ועד ענני גז קטנים סביב כוכבים יחידים.
איזור גז מולקולרי קר
הגז שעליו מתמקד סקר ACES — ALMA CMZ Exploration Survey — הוא גז מולקולרי קר. הסקר מפרק לגורמים את הכימיה המורכבת של אזור המולקולות המרכזי, ומזהה עשרות מולקולות שונות: ממולקולות פשוטות כמו תחמוצת סיליקון (silicon monoxide) ועד מולקולות אורגניות מורכבות יותר, כגון מתנול, אצטון או אתנול.
גז מולקולרי קר זורם לאורך סיבים המזינים גושים של חומר, שמהם יכולים לצמוח כוכבים. בשוליים של שביל החלב אנו מכירים את המנגנון הזה היטב, אך באזור המרכז האירועים קיצוניים בהרבה. “אזור המולקולות המרכזי מארח כמה מן הכוכבים המסיביים ביותר הידועים בגלקסיה שלנו,” אומר מוביל הסקר ACES, סטיב לונגמור (Steve Longmore), פרופסור לאסטרופיזיקה מאוניברסיטת ליברפול ג’ון מורס בבריטניה. “רבים מהם ‘חיים מהר ומתים צעיר’, ומסיימים את חייהם בהתפוצצויות סופרנובה עוצמתיות, ואף בהיפרנובה.” באמצעות ACES מקווים האסטרונומים להבין טוב יותר כיצד תופעות כאלה משפיעות על לידת כוכבים, והאם התאוריות שלנו על היווצרות כוכבים תקפות גם בסביבות קיצוניות.
“כאשר אנחנו חוקרים איך כוכבים נולדים באזור המולקולות המרכזי, אנחנו יכולים לקבל גם תמונה בהירה יותר של האופן שבו גלקסיות גדלו והתפתחו,” מוסיף לונגמור. “אנחנו סבורים שהאזור הזה חולק מאפיינים רבים עם גלקסיות ביקום המוקדם, שבהן כוכבים נוצרו בסביבות כאוטיות וקיצוניות.”
כדי לאסוף את מאגר הנתונים החדש השתמשו החוקרים ב-ALMA, המופעל על ידי ESO ושותפים במדבר אטקמה שבצ’ילה. זו למעשה הפעם הראשונה שבה נסרק שטח גדול כל כך במתקן הזה, ולכן מדובר בתמונת ה-ALMA הגדולה ביותר שנוצרה אי פעם. בשמיים, הפסיפס — שנוצר מחיבור של תצפיות רבות, כמו הרכבת חלקי פאזל — משתרע לאורך זווית שוות ערך לשלושה ירחים מלאים זה לצד זה.
“ציפינו לרמת פירוט גבוהה כאשר תכננו את הסקר, אבל הופתענו באמת מן המורכבות והעושר שנחשפו בפסיפס הסופי,” אומרת קתרינה אימר (Katharina Immer), אסטרונומית ALMA ב-ESO וחברה בפרויקט. נתוני ACES מוצגים בחמישה מאמרים שהתקבלו לפרסום ב-Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ומאמר שישי נמצא בשלבי ביקורת אחרונים.
השידרוג הקרוב ישפר את הרגישות
“שדרוג הרגישות רחבת־הפס המתוכנן ל-ALMA, יחד עם הטלסקופ הענק של ESO (Extremely Large Telescope), יאפשרו לנו בקרוב לחדור עמוק עוד יותר לתוך האזור הזה — להבחין במבנים עדינים יותר, לעקוב אחר כימיה מורכבת יותר, ולחקור בבהירות חסרת תקדים את יחסי הגומלין בין כוכבים, גז וחורים שחורים,” אומרת בארנס. “במובנים רבים, זו רק ההתחלה.”
עוד בנושא באתר הידען:
