האבק עשוי להסגיר חורים שחורים על־מסיביים שנבעטו ממרכזי גלקסיות

ניתוח של כ־100 אלף קוואזרים מצא קשר סטטיסטי בין היסט המהירות של הגז הקרוב לחור השחור לבין כמות האבק המסתירה אותו. החוקרים מציעים כי התבנית עשויה לשמש לאיתור חורים שחורים שנרתעו בעקבות מיזוג – אך מדגישים כי קיימים גם הסברים אפשריים אחרים

כאשר שתי גלקסיות מתנגשות ומתמזגות, התהליך אינו משפיע רק על הכוכבים, הגז והאבק שבתוכן. החורים השחורים העל־מסיביים השוכנים במרכזיהן עשויים להתקרב בהדרגה זה לזה, ליצור מערכת זוגית ולבסוף להתמזג לחור שחור יחיד וגדול יותר.

אלא שהחור השחור שנוצר במיזוג אינו חייב להישאר במרכז הגלקסיה. אם גלי הכבידה הנפלטים בעת המיזוג אינם מתפזרים באופן סימטרי, הם נושאים עמם תנע רב יותר בכיוון אחד. בהתאם לחוק שימור התנע, החור השחור מקבל דחיפה בכיוון הנגדי – תופעה המכונה רתיעה כבידתית.

כאשר המסות של שני החורים השחורים אינן שוות, או כאשר צירי הסחרור שלהם מכוונים לכיוונים שונים, מהירות הרתיעה עשויה להגיע למאות ואף לאלפי קילומטרים בשנייה. במקרים קיצוניים יכול החור השחור להתרחק ממרכז הגלקסיה ואף להיפלט ממנה.

אסטרונומים מחפשים זה עשרות שנים חורים שחורים על־מסיביים כאלה, אך קשה לזהותם בוודאות. גרעין גלקטי פעיל הנראה מרוחק מעט ממרכז הגלקסיה עשוי להיות חור שחור נרתע, אך התצפית יכולה לנבוע גם ממבנה מורכב של הגלקסיה, ממיזוג שטרם הושלם או ממקורות אור אחרים.

מחקר חדש מציע לחפש לא רק את מיקומו של החור השחור, אלא גם את החומר שנותר קשור אליו לאחר הבעיטה. המאמר, שהועלה במאי 2026 למאגר המאמרים המקדים arXiv וטרם עבר ביקורת עמיתים, נכתב בידי בנצה בצ'י, פטר רפאי, זולטאן היימן, אנדור בודאי וזולט פריי. ([arXiv][1])

מה נשאר קשור לחור השחור?

חור שחור על־מסיבי שנבעט ממרכז הגלקסיה אינו יוצא בהכרח לבדו. כוח הכבידה שלו יכול לשאת עמו את החלק הפנימי של דיסקת הספיחה – הגז והאבק הנעים במהירות סביב החור השחור ומזינים אותו.

אזור זה כולל את "אזור הקווים הרחבים", שבו ענני גז נעים במהירויות גבוהות ויוצרים קווי פליטה רחבים בספקטרום. תנועתו של החור השחור ביחס לגלקסיה עשויה לגרום לקווים האלה להיראות מוסטים לאורכי גל ארוכים או קצרים יותר בשל אפקט דופלר.

לעומת זאת, "אזור הקווים הצרים" נמצא במרחק רב יותר מן החור השחור. החומר באזור זה קשור בעיקר לגלקסיה ולכן אינו אמור להיסחף יחד עם החור השחור הנרתע. השוואת הקווים הרחבים לקווים הצרים עשויה אפוא לחשוף את תנועתו של החור השחור ביחס לגלקסיה המארחת.

החוקרים ניתחו ספקטרומים של כ־100 אלף קוואזרים מקטלוג הקוואזרים של סקר השמים הדיגיטלי סלואן, SDSS DR16. קוואזרים הם גרעינים גלקטיים פעילים ובהירים במיוחד, המופעלים באמצעות ספיחת חומר אל חורים שחורים על־מסיביים.

הצוות מדד את היסט המהירות של קו המימן הרחב H-beta ביחס לקווים צרים שמקורם בחמצן ובסידן. במקביל השתמשו החוקרים בהאדמת צבעו של הקוואזר כאומדן לכמות האבק הנמצאת בקו הראייה. ([arXiv][1])

קשר חלש – אך מובהק מאוד

החוקרים מצאו מתאם חיובי מתון בין גודל היסט המהירות של הקווים הרחבים לבין מידת ההאדמה הנגרמת מאבק. מקדמי המתאם היו כ־0.12 וכ־0.13, בהתאם לשיטה הסטטיסטית שבה השתמשו. זהו קשר חלש יחסית, אך בשל המדגם הגדול הוא נמצא מובהק מאוד מבחינה סטטיסטית.

ככל שהיסט המהירות היה גדול יותר, עלה גם שיעור הקוואזרים שהיו מוסתרים בכמות גדולה של אבק. לפי החוקרים, התוצאה מתאימה לתחזית שלפיה חור שחור נרתע יישא עמו חלק מן החומר הפנימי הקשור אליו, תוך כדי תנועה דרך סביבת האבק שבמרכז הגלקסיה.

כדי לבדוק שהמתאם אינו תוצאה מקרית של שיטת המדידה, חזרו החוקרים על הניתוח באמצעות היסטי מהירות בין קווים צרים שונים. מכיוון שאזורי הקווים הצרים אמורים להישאר קשורים לגלקסיה ולא לנוע עם החור השחור, לא היה צפוי להימצא בהם אותו מתאם.

ואכן, כאשר ההשוואה התבססה רק על הקווים הצרים, המתאם נעלם כמעט לחלוטין. החוקרים רואים בכך חיזוק לאפשרות שהתבנית שהתגלתה קשורה לתנועת החומר הקרוב לחור השחור. ([arXiv][1])

תוצאה אחת אינה מתאימה למודל הפשוט

לצד ההתאמה לתחזית הבסיסית, החוקרים גילו גם תופעה שקשה להסביר באמצעות מודל פשוט של רתיעה. קוואזרים שהקווים שלהם מוסטים לכחול – כלומר נראה שהם נעים לכיוון כדור הארץ – היו מוסתרים באבק יותר מקוואזרים שקוויהם מוסטים לאדום ונראים כמתרחקים מאיתנו.

הבדל כזה אינו צפוי בהכרח אם כיוון הרתיעה אקראי. החוקרים מעלים כמה הסברים אפשריים, ובהם הטיות בתהליך התאמת הקווים הספקטרליים, רוחות גז היוצאות מן הגרעין הגלקטי, זרימת חומר פנימה, זווית הצפייה או מבנה לא סימטרי של אזור הקווים הרחבים.

משמעות הדבר היא שהרתיעה הכבידתית היא הסבר טבעי לתבנית שנמצאה, אך אינה ההסבר היחיד האפשרי. החוקרים מדגישים כי נדרשים מחקרים נוספים כדי לשלול תהליכים אחרים היכולים ליצור קשר בין היסטי מהירות לבין אבק. ([arXiv][1])

כלי סטטיסטי לאיתור אוכלוסייה חמקמקה

המחקר אינו מציג זיהוי ודאי של חור שחור נרתע מסוים. זהו מחקר סטטיסטי ברמת האוכלוסייה, ולכן הוא מצביע על התאמה בין שני מאפיינים ואינו מוכיח קשר סיבתי.

עם זאת, אם התוצאה תאושר במחקרים נוספים, היא עשויה לספק דרך חדשה לאמוד את שכיחותם של מיזוגי חורים שחורים על־מסיביים, את מהירויות הרתיעה שלהם ואת תכונות דיסקות הספיחה והאבק המקיפים גרעינים גלקטיים פעילים.

השיטה עשויה גם לסייע בבחירת מועמדים לתצפיות המשך. במקום לסרוק את השמים בחיפוש אחר חור שחור הנראה מרוחק ממרכז הגלקסיה, יהיה אפשר להתמקד בקוואזרים המציגים שילוב של היסט מהירות חריג וכמות גדולה יחסית של אבק.

מצפי גלי כבידה עתידיים בחלל אמורים להיות רגישים למיזוגים של חורים שחורים מסיביים. שילוב בין גילוי גלי הכבידה לבין מדידות אור, אבק וקווים ספקטרליים עשוי לספק בעתיד בדיקה ישירה יותר של הרתיעות החזקות הנוצרות באירועים אלה. הידיעה על המחקר פורסמה ב־SciTechDaily, בעיבוד ממאמר מאת אנדי טומסוויק ב־Universe Today. ([SciTechDaily][2])

למאמר המדעי: פתיחת המאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען

• חור שחור כנראה קרע כוכב מסיבי ויצר הבזק קוסמי חסר תקדים
• טלסקופ החלל אוקלידס גילה את הקוואזרים הקדומים ביותר שנצפו עד כה
• פנים בחלל: האבל תיעד התנגשות חזיתית נדירה בין שתי גלקסיות
• בינה מלאכותית מסייעת לפענח כיצד נוצרים היסודות הכבדים ביקום
• טלסקופ ג’יימס וב גילה ענני מלח באטמוספרה של “כוכב הלכת הוורוד”