# האם חורים שחורים סופר-מאסיביים נוצרו מעצמם ולא כתוצאה מכוכבים שקרסו?

> חורים שחורים עצומים נמצאים בליבותיהם של כמעט כל הגלקסיות, מחקר חדש סותר את ההשערה שמדובר בחורים שחורים שהיוו שרדי כוכבים שהתפוצצו וכמה מיליונים מהם התמזגו בהדרגה ואף בלעו כוכבים שעמדו בדרכם. האם יתכן שהם נוצרו יחד עם הגלקסיה עצמה? אסטרונומים מאמינים כיום שחורים שחורים סופר-מאסיבייים קיימים במרכזה של כמעט כל גלקסיה ביקום. לחורים שחורים אלו יכולה להיות מסה של מליונים או אפילו מאות מליונים מסתה של השמש. בניגוד לחורים שחורים…

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/black-hole-form-directly-1509074
- Author: ד"ר רועי צזנה
- Published: 2007-09-15T00:43:54+03:00
- Modified: 2008-02-14T00:29:56+02:00
- Sections: גלקסיות, חורים שחורים
- Topics: המפץ הגדול

## Article

חורים שחורים עצומים נמצאים בליבותיהם של כמעט כל הגלקסיות, מחקר חדש סותר את ההשערה שמדובר בחורים שחורים שהיוו שרדי כוכבים שהתפוצצו וכמה מיליונים מהם התמזגו בהדרגה ואף בלעו כוכבים שעמדו בדרכם. האם יתכן שהם נוצרו יחד עם הגלקסיה עצמה? אסטרונומים מאמינים כיום שחורים שחורים סופר-מאסיבייים קיימים במרכזה של כמעט כל גלקסיה ביקום. לחורים שחורים אלו יכולה להיות מסה של מליונים או אפילו מאות מליונים מסתה של השמש. בניגוד לחורים שחורים רגילים, שהם בעלי מסה של כוכבים, הגרסאות הסופר-מאסיביות הללו התהוו כנראה ישירות מענן גז – מבלי שיעברו דרך שלב הכוכב בדרך [1]. מאז התגלו החורים השחורים הסופר-מאסיביים, האסטרונומים עדיין לא יודעים כיצד הם התהוו. מה שבטוח זה שהם שם, בתוך רוב הגלקסיות. למעשה, תצפיות בקווזרים חושפות שחורים שחורים סופר-מאסיביים היו קיימים ביקום הצעיר. קווזרים הם מהעצמים הבוהקים ביותר ביקום, בגלל הקרינה המופצת מהם ע"י חורים שחורים סופר-מאסיביים שבולעים חומר מסביבם. אפשרות אחת היא שלמפלצות הללו היתה התחלה צנועה ככוכב מאסיבי שהתפוצץ והפך לסופר-נובה, ואז הפך לחור שחור. זהו תהליך שאסטרונומים מבינים די טוב. הבעיה עם תיאוריה זו היא שהחורים השחורים הסופר-מאסיביים המוקדמים הללו היו חייבים לגדול כבר מההתחלה, בקצב קבוע ומקסימלי שמוכתב ע"י הפיזיקה. וכפי שאנו רואים כיום, גלקסיות נדות בין מצבים אקטיביים כאשר החור השחור שלהם בולע חומר, לבין מצבים רגועים. אפשרות אחרת היא שהחורים השחורים הללו נוצרו ישירות, ע"י איסוף כמות חומר רבה כל כך שהם דילגו מעבר לשלב הכוכב. דוקטור מיטצ'ל ס. בגלמן, פרופסור במחלקה למדעי האסטרופיזיקה והכוכבים באוניברסיטת קולורדו, פירסם לאחרונה מאמר שכותרתו 'האם חורים שחורים סופר-מאסיביים נוצרו ע"י קריסה ישירה?' המאמר מתאר תיאוריה אלטרנטיבית של יצירת החורים השחורים ביקום הצעיר. לאחר המפץ הגדול, היקום התקרר מספיק כדי לאפשר לכוכבים הראשונים להיווצר מאטומי המימן וההליום הראשוניים. זה היה חומר טהור, שלא זוהם עדיין בדורות קודמים של כוכבים. אסטרונומים חישבו שלכוכבים הראשונים הללו, שנקראים 'אוכלוסיה III', היה קצב מקסימלי שבו הם יוכלו לאסוף חומר כדי להפוך לכוכב. אבל מה אם היה הרבה יותר גז מסביב? הרבה יותר מהמגבלות הנחוצות ליצירת כוכב? בכוכב רגיל, החומר מתאסף באיטיות יחסית, ויוצר מסה במרכז. כשיש מספיק מסה, מרכז הכוכב נדלק וכתוצאה נוצר לחץ כלפי חוץ שעוצר את החומר מלקרוס לתוך מרכז הכוכב. אך דוקטור בגלמן חישב כי יתכן מצב בו קצב הקריסה כלפי המרכז יהיה יותר מכמה עשיריות של מסת שמש מדי שנה. במקרה זה, ליבת הכוכב תהיה דחוסה כל כך שהאנרגיה המשוחררת בתהליך של היתוך גרעיני לא תהיה מספקת כדי למנוע מהכוכב להמשיך להידחס. במקרה זה, לא יהיה לנו בכלל כוכב – אנחנו פשוט נעבור ממצב צבירה של ענן מימן למצב של מסה מרכזית דחוסה מאד. ומשם נעבור לחור שחור. השאלה המתבקשת היא - האם יכול חומר להתכנס במהירות הדרושה? והתשובה היא שהוא יכול, אם משהו דוחף אותו... כמו חומר אפל [2]. לפי דוקטור בגלמן, יכולים להיות מספר מצבים בהם כוח חיצוני - כמו הגרביטציה מהילה גדולה של חומר אפל – יכול לכפות על גז תנועה לאזור מרכזי. למעשה, הוכח שמהירות זו של נפילת חומר לתוך מסה מרכזית מתקיימת עבור חומר שנופל לתוך חורים שחורים. זהו קצב הקריסה הנדרש כדי 'לתדלק' קווזרים. אך האם ניתן להגיע למהירות קריסה כזו ללא חור שחור, או אם החור השחור קטן מאד? ברגע שהצטברו רק כמה מאסות שמש של גז, הליבה מתחילה להתכווץ תחת המסה הגדלה של עצמה. יש תקופה קצרה של היתוך גרעיני, כאשר העצם מגיע למסה של 100 מסות שמש, אך הוא עובר את השלב הזה מהר כל כך שהוא לא מקבל הזדמנות להתפשט כלפי חוץ. בסופו של דבר העצם מגיע למסה של כמה-אלפי מסות שמש, והטמפרטורה שלו מטפסת למאות מליוני מעלות. בנקודה זו, כוח הכבידה תופס שליטה וגורם לליבה לקרוס לתוך עצמה. בדרך זו מתקבל חור שחור בעל 10-20 מסות שמש, שמתחיל לצרוך את כל המסה שמסביבו. מנקודה זו ואילך, החור השחור מסוגל לשאוב לתוכו חומר נוסף ביעילות, תוך כדי שהוא גדל בקצב המקסימלי המנובא ע"י הפיזיקה. בדרך זו הוא יגיע בסופו של דבר למסה של מליוני מסות שמש. אם יותר מדי חומר נופל פנימה, הרי שהחור השחור הסופר-מאסיבי, עדיין ינוקא, עשוי להתנהג כ- 'מיני-קווזר' (דוקטור בגלמן מכנה אותו 'קווזיסטר'). קווזיסטר זה יבהיק מקרינה, כאשר חומר קורס לתוכו מסביבתו של החור השחור. והחדשות הטובות : ניתן יהיה לאתר את הקוויזטרים הללו באמצעות טלסקופים רבי-עוצמה. עם זאת, אורך החיים שלהם יהיה קצר מאד – לא יותר מ- 100,000 שנים. קיים סיכוי שנוכל להציץ בקוויזסטרים בעזרת 'טלסקופ החלל ג'יימס ווב' העתידי [3] [לידיעה ביוניברס טודיי](http://www.universetoday.com/2007/09/07/never-a-star-did-supermassive-black-holes-form-directly) ["קישור למאמר ב-ARXIV](http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0709/0709.0545v1.pdf): [1] נהוג לחשוב כיום כי חורים שחורים מתהווים מכוכבים כמו השמש שלנו (אך גדולים ומסיביים הרבה יותר), שעוברים מספר שלבים של בעירה פנימית (השלב בו השמש שלנו נמצאת כרגע) ואז שלב של 'כיבוי אורות', קריסה לתוך עצמם והפיכה לחור שחור. [לקריאה נוספת](http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%95%D7%A8_%D7%A9%D7%97%D7%95%D7%A8) [2] חומר אפל – חומר היפותטי שמרכיביו אינם ידועים, ואינו משקף או מפיץ מספיק קרינה אלקטרומגנטית כדי שניתן יהיה לראות אותו ישירות. ניתן להסיק כי הוא קיים כתוצאה מההשפעות הכבידתיות שהוא מפעיל על חומר נראה. קיים חשד כיום כי רוב המסה ביקום הנראה מורכבת מחומר אפל. [לקריאה נוספת](http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%95%D7%9E%D7%A8_%D7%90%D7%A4%D7%9C) [3] טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) הוא טלסקופ חלל גדול, המותאם במיוחד לצפיה בתחום האינפרא-אדום. שיגורו מתוכנן לשנת 2013. הוא יסתובב במסלול במרחק 1.5 מליון קילומטרים מסביב לכדור הארץ. הוא מכונה על שם מנהל לשעבר של NASA. [אתר טלסקופ החלל ג'יימס ווב במסגרת אתר נאס"א הכולל](http://www.jwst.nasa.gov) עוד בנושא באתר הידען [השמים מלאים בחורים שחורים](https://www.hayadan.org.il/sky-full-of-black-holes-220206/) [ידען חורים שחורים](https://www.hayadan.org.il/category/space_and_astronomy/astromomy_and_astrophysics/astrophysics/black_holes/) [אסטרונומים גילו את גלעיני החורים השחורים של גלקסיות בתהליכי התמזגות](https://www.hayadan.org.il/adaptive-optics-pinpoints-two-supermassive-black-holes-2105072/)