הטלסקופים הטובים בעולם עשויים לפתור תעלומת סופרנובה בת ארבע-מאות שנה

לפני כארבע-מאות שנה, חובבי אסטרונומיה מכל העולם (הכוללים ביניהם את יוהנס קפלר – הידוע בעיקר כמגלה חוקי תנועת כוכבי-הלכת) נדהמו מהופעתו הפתאומית של “כוכב חדש” בשמיים המערביים

עמית אורן

לקליטת קרני-X, צהוב – תמונות שנלקחו בעזרת טלסקופ החלל “]

התמונות מופיעות לפי הסדר, משמאל לימין.

לתמונה מוגדלת, לחץ כאן

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/keplersn.html

לפני כארבע-מאות שנה, חובבי אסטרונומיה מכל העולם (הכוללים ביניהם את יוהנס קפלר – הידוע בעיקר כמגלה חוקי תנועת כוכבי-הלכת) נדהמו מהופעתו הפתאומית של “כוכב חדש” בשמיים המערביים, אשר התחרה בבהירות של כוכבי הלכת הקרובים. אותו “כוכב” – היה סופרנובה.

בעזרת שימוש בשלושת הטלסקופים הגדולים והמתאימים ביותר של נאס”א למקרה, חושפים אסטרונומים בני-ימינו את המסתורין האופף את שאריותיו המתפשטות של אותה סופרנובה [הידועה גם כ”סופרנובת קפלר”], אשר נחשבת לסופרנובה האחרונה עליה יודעים ודווח כי התרחשה בתוך גלקסיית שביל החלב.

כאשר הופיע הכוכב החדש בתשעה באוקטובר, שנת 1604, יכלו תצפיתנים ואסטרונומים להשתמש רק בעיניהם הבלתי-מזויינות על-מנת לתצפתו. הטלסקופ הגלליאני [שובר האור] – הומצא רק לאחר ארבע שנים.
קבוצה של אסטרונומים בני-ימינו, הם בעלי היכולת להשתמש בכלים משולבים הנמצאים בטלסקופי החלל המשוכללים של נאס”א. בעזרת שלושת הטלסקופים [האבל – Hubble Space Telescope, צ'אנדרה – Chandra, ושפיצר – Spitzer] יכולים האסטרונומים לנתח את שאריות הסופרנובה בשלושה אורכי גל בסיסיים: אינפרה-אדום, אור-נראה, וקרני-X.
את צוות החוקרים מובילים שני חוקרים. אחד מהם רווי סנקרית [Ravi Sankrit], שותף ומדען במחקר, אשר עובד במרכז למדעים אסטרופיזים באוניברסיטת ג'ון הופקינס שבבלטימור, ומוביל את תצפיות התוכן האסטרונומיות של טלסקופ החלל האבל. מנחה הצוות השני הוא וויליאם בלייר [William Blair], פרופסור למחקר, ועובד באגף הפיזיקה והאסטרונומיה של אותה האוניברסיטה. כמו-כן: בלייר מוביל את תצפיותיו של טלסקופ החלל שפיצר לנושא זה.

התמונה המשולבת חושפת מעין מעטפת בועתית של גז ואבק, אשר רוחבה כ-14 שנות אור, ומתרחבת בקצב של כ 6 מליון קמ”ש.
מכל טלסקופ ניתן לראות מאפיינים שונים בסופרנובה, אך תכונה עיקרית הנראית בה היא תנועתה המהירה של המעטפת, אשר עשוייה מחומר העשיר בברזל, ומסביבה – התפשטות גל הלם הסוחף גז ואבק בין כוכביים.

“מחקרים של גופים שמימיים באורכי-גל רבים בו זמנית הכרחיים לשם ביסוס תמונה מלאה של התפתחות שרידי-סופרנובות,” אמר סנקרית.
“לדוגמה, במידע האינפרה-אדום רואים בעיקר את האבק הבינכוכבי שהתחמם, בעוד תצפיות בתחום האור-הנראה והרנטגן מאפשרות לדעת טמפרטורות שונות של גזים,” הוסיף בלייר, “נדרשות מספר תצפיות על-מנת להבין את משטר היחסים המסובך שקיים בין המרכיבים השונים שבמערכת.”

.
קפלר תיעד את תרחיש הסופרנובה שבשנת 1604, אשר הייתה האחרונה עליה אנו יודעים כי דווחה בגלקסיית שביל החלב בה אנו נמצאים. אותה סופרנובה עד היום נקראת על שמו – סופרנובת קפלר.
קרדיט התמונה: ארכיב המכון הטכנולוגי, קליפורניה.

התפוצצותו של כוכב הינה אירוע קטסטרופי. ההדף קורע את הכוכב ומשחרר גל הלם כדורי הרסני, אשר מתפשט כלפי-חוץ במהירות של למעלה מ-35 מליון קמ”ש, דבר המדמה צונאמי בינכוכבי. גל ההלם מתפשט אל החלל הקרוב, וסוחף עימו גז ואבק דלילים הנתקלים בדרכו, איתם יוצר מעטפת אדירה.
שאריות החומר הכוכבי נותרים לבסוף מאחורי גל ההדף, נתפס עם צידה הפנימי של המעטפת ומתחממים לטמפרטורות בהן נפלטות קרני-X במידה נוחה למדידה.

תמונות באור-נראה שצילם טלסקופ החלל “האבל”, חושפות היכן גל-ההדף של הסופרנובה “מטיח” באיזורי גז-צפוף. בתמונה בראש העמוד, ניתן לראות כי האזורים הבהירים וה”זוהרים”, הינם גושים צפופים של חומר – אשר נוצרו מאחורי גל-ההדף. סנקרית ובלייר השוו את תצפיותיו ותמונותיו של האבל אל אלה של הטלסקופים הארציים [Ground Based], ובכך השיגו מרחק ממוצע אל הסופרנובה – של בערך 13,000 שנות אור.

האסטרונומים השתמשו בטלסקופ החלל “שפיצר” על-מנת לחקור את החומר המפיץ קרינה באור אינפרה-אדום, דבר אשר מציג כנראה חלקיקי-אבק אשר נסחפו ע”י גל-ההדף שבא בעקבות הסופרנובה.
“שפיצר” רגיש מספיק על-מנת להבחין בשני האזורים הצפופים הנראים ע”י האבל, וכמו-כן; בכל גל ההדף – ענן כדורי של חומר. המכשירים שעל “שפיצר” חושפים גם אינפורמציה בנוגע להרכב הכימי והסביבה הפיזית של עננים גז ואבק, המתפשטים אל תוך החלל. האבק דומה לאבק אשר היווה חלק בהיווצרות מערכת השמש שלנו.

טלסקופ החלל “צ'אנדרה” מראה אזורים של גז לוהט. הגז החם ביותר, הפולט את כמות קרינת הרנטגן [קרני-X] הגבוהה ביותר, ממוקם בעיקר באזורים הנמצאים מאחורי חזית גל ההדף.
אזורים אלה נראים גם בתמונותיו של האבל, ומתחברות לאותם איזורים דהויים הנראים גם בתמונותיו של שפיצר.
גז קר יותר, הפולט קרני רנטגן ברמה נמוכה יותר, נמצא בשכבת מעטפת עבה ומסמן את האיזור שבו החומר נותק מהכוכב המפוצץ.

ידוע לנו על שש סופרנובות שהתקיימו במערכת השמש שלנו באלף האחרון. “סופרנובת קפלר” היא היחידה שבה אסטרונומים לא יודעים איזה סוג של כוכב סיים את חייו.
באמצעות שילוב המידע משלושת טלסקופי החלל, מקווים האסטרונומים שימצאו את הרמזים אותם הם צריכים.
“זהו באמת מצב בו התוצאה גדולה יותר מסכום המשתנים,” אמר בלייר, “כאשר נסיים לנתח את התוצאות והמשתנים, נוכל לענות על מספר שאלות בנושא אפוף הסודות הזה.”

תמונות ומידע נוסף:
אתר נאס”א
חדשות האבל
אתר צ'אנדרה
לאתר שפיצר
אתר המורשת של טלסקופ החלל האבל
לידיעה באתר נאס”א