ניתוח של 23 שנות תצפיות רדיו על מרקריאן 501 מצביע על שני סילונים שונים ועל מחזור של 121 ימים, שעשויים להעיד על זוג חורים שחורים על־מסיביים סמוך למיזוג, אם כי בשלב זה מדובר עדיין במועמד בלבד
אסטרונומים רואים שוב ושוב גלקסיות מתנגשות ומתמזגות, אבל אחד השלבים הדרמטיים ביותר בתהליך הזה נותר עד היום כמעט חבוי מן העין: הרגע שבו שני חורים שחורים על־מסיביים, שכל אחד מהם היה בעבר במרכז גלקסיה אחרת, נותרים לבסוף יחד בליבה של גלקסיה אחת ומתחילים להקיף זה את זה במסלול צפוף. כעת טוענת קבוצת חוקרים כי מצאה סימן משכנע במיוחד לתרחיש כזה בגלקסיה מרקריאן 501, גלקסיה פעילה במיוחד שמרחקה מאיתנו כ־500 מיליון שנות אור.
לפי הדיווח, לבה של מרקריאן 501 פולט שני אלומות קרינה בכיוונים שונים, תופעה שעשויה להעיד על קיומם של שני סילונים נפרדים, ולכן אולי גם על קיומם של שני חורים שחורים נפרדים בלב אותה גלקסיה. אם הפרשנות הזו נכונה, מדובר בזוג חורים שחורים עצומים במיוחד: כל אחד מהם בעל מסה המוערכת בכמיליארד מסות שמש. החוקרים מעריכים כי שני הגופים משלימים הקפה הדדית אחת בכל 121 ימים בלבד, ובקצב כזה הם עשויים להתמזג בתוך כמאה שנה. מיזוג כזה, אם אכן יתרחש, צפוי לחולל פרץ עז במיוחד של גלי כבידה.
החוקרת המובילה, סילקה בריצן ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיית רדיו, סבורה כי מדובר באחת ההזדמנויות המבטיחות ביותר שנראו עד כה לזיהוי זוג חורים שחורים על־מסיביים בשלבי ההתקרבות האחרונים. עם זאת, גם בדיווח עצמו מודגש כי נדרשת זהירות רבה. מועמדים קודמים לזוגות כאלה כבר הוצעו בעבר, אך לא אושרו. האסטרופיזיקאי זולטאן היימן מאוניברסיטת קולומביה, שאינו חלק מן הצוות, אמר כי התמונה עדיין "מסובכת מאוד", וכי בשלב זה עדיף לראות במערכת מועמדת בלבד.
חורים שחורים ענקיים הם תוצר טבעי של מיזוגי גלקסיות
כדי להבין מדוע מדובר בגילוי כה חשוב, צריך לזכור שחורים שחורים על־מסיביים אמורים להיות תוצר טבעי של מיזוגי גלקסיות. כאשר שתי גלקסיות מתלכדות, גם החורים השחורים שבמרכזן אינם מתנגשים מיד. תחילה הם חולפים זה ליד זה, נכנסים למסלול הדדי, ולאורך מאות מיליוני שנים מאבדים אנרגיה בהדרגה באמצעות אינטראקציה עם גז, כוכבים ולבסוף גם באמצעות פליטת גלי כבידה. הבעיה היא שדווקא השלב הסופי, שבו שני החורים השחורים קרובים מאוד זה לזה, קשה מאוד לצפייה ישירה. הטלסקופים אינם מסוגלים בדרך כלל להפריד בין שני גופים כה קרובים, ולכן אסטרונומים נאלצים לחפש רמזים עקיפים, כמו מחזוריות באור או התנהגות חריגה של סילוני רדיו.
מרקריאן 501 היא מטרה מתאימה במיוחד לחיפוש כזה משום שהיא בלייזר, כלומר גלקסיה פעילה שליבתה בולעת חומר במהירות ובמקביל משגרת סילון חלקיקים ואותות רדיו רב־עוצמה שכיוונו הכללי פונה לעבר כדור הארץ. חריגות שהתגלו בעבר באות הרדיו שלה עוררו כבר חשד שאולי מסתתר שם זוג חורים שחורים. בריצן ועמיתיה חזרו אל הנתונים ובחנו 23 שנות תצפית שנאספו באמצעות מערך טלסקופי הרדיו Very Long Baseline Array בארצות הברית. בתחילה הם לא ראו תנועה ברורה, אך כשעברו לתדר גבוה יותר, שמאפשר לעקוב אחר האזור הקרוב יותר לחור השחור, התגלתה לפתע חתימה שונה, בכיוון שאינו תואם את הסילון המוכר.
סילון שני
החוקרים פירשו את האות החדש כסילון שני, שמקורו אולי בחור שחור שני. נוסף על כך הם זיהו שינויי בהירות מחזוריים החוזרים אחת ל־121 ימים, נתון שתומך בפרשנות של מסלול הקפה הדדי. גם כאן נשמעת הסתייגות מדעית בריאה: דניאל ד’אורציו ממכון טלסקופ החלל ציין כי אמנם מסקרן לראות שהסילון השני מתנהג אחרת מן הראשון, דבר שעשוי להעיד על מקור שונה, אך הזהיר שמציאת מערכת כה קרובה למיזוג תהיה כמעט טובה מכדי להיות אמיתית. לדבריו, אם הזיהוי יאושר, יהיה צורך לשאול גם מדוע לא נמצאו מערכות רבות נוספות מסוג זה.
הדרך לאישור או להפרכה עשויה להיות קצרה יחסית במונחים אסטרונומיים. אם אכן מדובר בזוג חורים שחורים המצוי סמוך כל כך למיזוג, אפשר יהיה אולי למדוד בתוך העשור הקרוב קיצור ממשי של זמן ההקפה שלהם. נוסף על כך, לפי החוקרים, המערכת אמורה כבר כעת לפלוט גלי כבידה חלשים, שאולי יתגלו בעזרת מעקב אחר השינויים הזעירים בפולסים הסדירים של פולסרים. אם זה יקרה, יהיה זה אחד האישושים המרשימים ביותר עד כה למיזוג קרב של חורים שחורים על־מסיביים, וגם חלון נדיר אל שלב סופי וחמקמק במיוחד באבולוציה של גלקסיות.
עוד בנושא באתר הידען:
