הנמלה השמימית שיורה פרצי לייזר

תופעה נדירה הקשורה למותו של כוכב התגלתה בתצפיות שנעשו על ידי טלסקופ החלל 'הרשל' של סוכנות החלל האירופית: פליטת לייזר יוצאת דופן מערפילית הנמלה המרהיבה, דבר המעיד על נוכחותה של מערכת כוכבים כפולה המסתתרת בלבה

מטלסקופים קרקעיים, הערפילית הפלנטרית המכונה "ערפילית הנמלה" (Menzel 3, או Mz 3) מזכירה את הראש ובית החזה של נמלת גן מצויה. תמונה זו של טלסקופ החלל האבל המציגה פי 10 פרטים נוספים, חושפת את גוף הנמלה כצמד אונות לוהטות הבולטות מכוכב גוסס דמוי שמש. אונות אלה הם למעשה פרצי לייזר חזקים שיוצאים ככל הנראה מבן זוג כוכבי של הכוכב המת שמספק חומר להתפרצות, במקום אטמוספירת הכוכב המקורית שעפה לחלל.
מטלסקופים קרקעיים, הערפילית הפלנטרית המכונה "ערפילית הנמלה" (Menzel 3, או Mz 3) מזכירה את הראש ובית החזה של נמלת גן מצויה. תמונה זו של טלסקופ החלל האבל המציגה פי 10 פרטים נוספים, חושפת את גוף הנמלה כצמד אונות לוהטות הבולטות מכוכב גוסס דמוי שמש. אונות אלה הם למעשה פרצי לייזר חזקים שיוצאים ככל הנראה מבן זוג כוכבי של הכוכב המת שמספק חומר להתפרצות, במקום אטמוספירת הכוכב המקורית שעפה לחלל.

כאשר כוכבים קטנים עד בינוניים כמו השמש שלנו מתקרבים לסוף חייהם, הם הופכים בסופו של דבר לננסים לבנים. בתהליך זה נזרקות שכבות הגז והאבק החיצוניים שלהם לחלל, והם יוצרים קליידוסקופ של תצורות מורכבות –ערפיליות פלנטריות.

תצפיות 'הרשל' בתחום האינפרה-אדום הראו כי מותו הדרמטי של הכוכב המרכזי בלב ליבה של ערפילית הנמלה דרמטי עוד יותר ממראהו הססגוני בתמונות באור הנראה כמו אלה שצולמו על ידי טלסקופ החלל 'האבל'. התצפית החדשה הראתה כי ערפילית הנמלה גם פולטת קרינת לייזר אינטנסיבית מהליבה שלה.

בעוד ללייזרים בחיי היומיום עשויים להיות אפקטים חזותיים מיוחדים במוסיקה בקונצרטים – בחלל, הפליטה ממוקדת מזוהה באורכי גל שונים בתנאים מסוימים. רק מעט מאוד לייזרים בתחום האינפרה אדום בחלל מוכרים.

התפתחות הכוכבים
האסטרונום דונלד מנזל הבחין לראשונה וסיווג את הערפילית הפלנטרית הזו בשנות העשרים של המאה העשרים (היא ידועה רשמית כ'מנצל 3'). הוא גם היה אחד הראשונים שטענו כי בתנאים מסוימים של "הגברת אור טבעית על ידי פליטת פליטת קרינה מאולצת" (שממנו נוצרו ראשי התיבות LASER) – עשויה להתפתח ערפילית גז. זה היה הרבה לפני גילוי הפעולה המוצלחת הראשונה של לייזרים במעבדות בשנת 1960, אירוע אשר נחגג מדי שנה ב-16 מאי כמו היום הבינלאומי של אור.

"כאשר אנו מתבוננים ב'מנצל 3', אנו רואים מבנה מורכב להפליא המורכב מגז מיונן, אך איננו יכולים לראות את האובייקט שבמרכזו שמייצר דפוס זה", אומרת איזבל אלמאן, המחברת הראשית של מאמר המתאר את הממצאים החדשים.

"הודות לרגישות לטווח גל רחב של טלסקופ החלל 'הרשל', זיהינו סוג נדיר מאוד של פליטה המכונה "פליטת לייזר רקומבינציה קו מימן", אשר סיפקה דרך לחשוף את המבנה של ערפילית והתנאים הפיזיים השוררים בה."

לסוג זה של פליטת לייזר נדרש גז צפוף מאוד קרוב לכוכב. השוואת התצפיות עם המודלים הראתה כי צפיפות הגז פולטת הלייזר גבוהה פי 10,000 מזו של הגז הנראה בערפיליות פלנטריות טיפוסיות ובאונות של ערפילית הנמלה עצמה.

בדרך כלל, האזור הקרוב לכוכב המת – קרוב במקרה זה כמו המרחק של שבתאי מהשמש, הוא די ריק, כי רוב החומר שלו נפלט החוצה. כל גז מאיר ייפול בחזרה לליבת הכוכב.

"הדרך היחידה לשמור על גז קרוב לכוכב היא אם הוא מקיף אותו סביב בדיסק", אומר המחבר אלברט זילסטרה Zijlstra. במקרה הזה צפינו בדיסקה דחוסה במרכז שאנו רואים אותה בערך מהצד. כיוון זה מסייע להגביר את אות הלייזר. הדיסקה מעידה על כך שלננס הלבן יש בן זוג בינארי (כוכב כפול), ולכן קשה לגרום לגז הנופל להיכנס למסלול סביבו, אלא אם כן הכוכב המלווה מסובב אותו בכיוון הנכון".
אסטרונומים עדיין לא ראו את הכוכב השני החזוי, אך הם חושבים כי המסה מהכוכב הנלווה הגוסס נפלטת ונלכדת על ידי הכוכב הקומפקטי המרכזי של הערפילית הפלנטרית המקורית, המייצרת את הדיסק שבו מופקת פליטת הלייזר.

"השתמשנו ב'הרשל' כדי לאפיין מרכיבים שונים של גז ואבק בערפיליות סביב כוכבים ישנים, אבל לא בהכרח חיפשנו תופעת לייזר", מוסיף טושיה אוטה, החוקר הראשי של פרויקט סקר הערפיליות הפלנטריות של 'הרשל'. "פליטה כזו זוהתה רק בכמה עצמים לפני כן; זו היתה תגלית יוצאת דופן שלא ציפינו לה. יש בהחלט יותר ערפיליות כוכבים מאשר אנו יכולים לראות בעין".

"מחקר זה מראה כי ערפילית הנמלה הייחודית כפי שאנו רואים אותה כיום, נוצרה על ידי טבעה המורכב של מערכת כוכבים בינארית, אשר משפיעה על צורתה, תכונותיה הכימיות ועל האבולוציה בשלב זה של חיי הכוכב. אומר גורן פילבראט, מדען בפרויקט 'הרשל'.

ל'הרשל' ישנן יכולות התצפית המושלמות כדי לזהות את הלייזר יוצא הדופן הזה בערפילית הנמלה. הממצאים יסייעו להגביל את התנאים שבהם מתרחשת תופעה זו, ולעזור לנו לחדד את המודלים שלנו של אבולוציה כוכבית. זה גם משמח ש'הרשל' היה מסוגל לקשר בין שתי התגליות של מנזל מלפני כמעט מאה שנה."

 

לידיעה באתר סוכנות החלל האירופית

 

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן