תצפיות בטלסקופ הגדול מאוד עקבו אחר מחזור ההתפרצות של Swift J1727.8−1613. גם כאשר עוצמת קרינת הרנטגן ירדה לכמאית מהשיא, נצפתה רוח צפופה מדיסקת הספיחה, שקצב איבוד המסה שלה עשוי להשתוות לקצב בליעת החומר
חור שחור שתועד כשהוא שואב חומר מכוכב סמוך המשיך לפלוט גז לחלל גם לאחר שההתפרצות שלו כמעט דעכה.
אסטרונומים בהובלת חוקרים מאוניברסיטת וורוויק חשפו פרטים חדשים על האופן שבו מערכות המכילות חורים שחורים קולטים ופולטים חומר. מהתצפיות עולה שגם כאשר מערכת כזאת נראית חלשה, היא אינה מתפקדת כבור חסר תחתית הבולע את כל החומר שמגיע לסביבתו. חלק ניכר מהחומר עשוי להיפלט בחזרה לחלל באמצעות סילונים ורוחות.
חשוב להדגיש כי החומר אינו נפלט מתוך החור השחור עצמו או מעבר לאופק האירועים, שממנו דבר אינו יכול להימלט. הסילונים והרוחות נוצרים בחומר המקיף את החור השחור, לפני שהוא מספיק לחצות את אופק האירועים ולהיבלע.
התפרצות שנצפתה בשלבים שונים
באמצעות הטלסקופ הגדול מאוד (VLT) של המצפה האירופי הדרומי עקבו החוקרים אחר מערכת החור השחור Swift J1727.8−1613 בזמן ההתפרצות הגדולה שלה ב־2023.
זוהי מערכת בינארית בקרינת רנטגן, הנמצאת במרחק של כ־8,800 שנות אור מכדור הארץ. היא כוללת חור שחור שמסתו מוערכת בכעשר מסות שמש וכוכב מלווה בעל מסה נמוכה. כוח הכבידה של החור השחור מושך גז מן הכוכב, אך הגז אינו נופל לתוכו מיד. הוא יוצר סביבו דיסקת ספיחה מסתובבת ולוהטת, הפולטת קרינה חזקה.
המערכת התגלתה לאחר שהתעוררה לפתע באוגוסט 2023 והפכה במהירות לאחד ממקורות קרינת הרנטגן הבהירים ביותר בשמי כדור הארץ. בהירותה יוצאת הדופן אפשרה לאסטרונומים לעקוב אחר התפתחות ההתפרצות בזמן אמת.
הצוות מצא כי במקביל לזרימת הגז לעבר החור השחור, חלק מן החומר נפלט באמצעות סילונים מהירים ורוחות רחבות יותר שנוצרו בדיסקת הספיחה. הפליטות נמשכו גם כאשר המערכת נחלשה מאוד ופעילותה ירדה הרבה מתחת לרמות שקושרו בעבר להיווצרות רוחות עוצמתיות.
“אנשים חושבים לעיתים קרובות שחורים שחורים פשוט בולעים את כל מה שסביבם”, אמר המחבר הראשי, ד״ר נואל קסטרו סגורה, חוקר בתר־דוקטורט באוניברסיטת וורוויק. “מה שאנו רואים הוא תהליך מורכב הרבה יותר. חומר נופל פנימה, המערכת מעבדת אותו, וכמות מפתיעה נפלטת שוב”.
לא תמונת מצב אלא סרט של ההתפרצות
המחקר הניב את אחד התיעודים האופטיים המפורטים ביותר עד כה של מחזור התפרצות במערכת המכילה חור שחור. במקום להסתמך על מספר קטן של תצפיות מבודדות, האסטרונומים עקבו אחר המערכת במהלך כמה שלבים של פעילותה.
הספקטרוגרף X-Shooter המותקן ב־VLT איפשר להם לבחון את האור הנפלט מן המערכת ולזהות שינויים בהרכב, בטמפרטורה ובמהירות של הגז. כך היה אפשר לחקור את תהליך ההזנה של החור השחור כתהליך מתפתח ולא כתמונת מצב בודדת.
אחת התגליות הבולטות נגעה לקשר בין הסילון לבין דיסקת הספיחה. כאשר המערכת שיגרה סילון חזק, החוקרים זיהו גם שינויים משמעותיים באזורים שונים בדיסקה. התצפיות מספקות מבט נדיר על הקשר האפשרי בין החומר הזורם פנימה לבין החומר המושלך בחזרה לחלל.
רוח קרה וצפופה בשלב החלש
ההפתעה הגדולה ביותר הגיעה לאחר ששלב ההתפרצות העיקרי כבר הסתיים. גם לאחר ש־Swift J1727.8−1613 התעמעם לכמאית מעוצמת השיא שלו, הצוות זיהה סימנים לרוח צפופה שנעה החוצה מן המערכת.
ספקטרום האור הצביע על רוח קרירה יחסית, שטמפרטורתה נמוכה מכ־10,000 קלווין ומהירותה כ־750 קילומטרים בשנייה. החוקרים מעריכים כי קצב איבוד המסה ברוח היה לפחות מיליארדית ממסת השמש בשנה — שיעור הדומה לקצב שבו חומר זרם באותו זמן אל החור השחור.
המשמעות היא שמערכות של חורים שחורים עשויות להמשיך לייצר זרימות חזקות גם זמן רב לאחר שהשלב הבהיר והדרמטי של ההתפרצות הסתיים. ייתכן שהכמות הכוללת של חומר הנפלטת מן המערכת דומה לכמות המצליחה להגיע בסופו של דבר אל החור השחור.
“אם חורים שחורים יכולים להמשיך להשיל חומר גם אחרי ההתפרצויות הגדולות ביותר, ייתכן שהם אכלנים יעילים הרבה פחות מכפי שהנחנו”, אמר קסטרו סגורה. לדבריו, חלק גדול מן החומר עשוי שלא להגיע כלל לחור השחור, ולהשפיע על התפתחותן ארוכת הטווח של מערכות כוכבים בינאריות.
גם סיום ההתפרצות חשוב
הממצאים מחזקים את התמונה שלפיה מערכות חורים שחורים אינן רק צרכניות של חומר, אלא מערכות פעילות שגם מחזירות חומר ואנרגיה לסביבתן. הפליטות עשויות להשפיע על הכוכב המלווה, על קצב העברת החומר בין שני הגופים ועל התפתחותה העתידית של המערכת.
קייל סולומונס, חוקר לתואר דוקטור באוניברסיטת קייפטאון, הסביר כי אסטרונומים נוטים להתמקד ב״זיקוקים״ המלווים את תחילת ההתפרצות, אך התצפיות החדשות מראות שגם סופה יכול להיות עז. קרינת הרנטגן אמנם ירדה לשבריר מעוצמת השיא, אך המערכת עדיין הצליחה לפלוט כמות גדולה של גז.
באמצעות המעקב אחר Swift J1727.8−1613 לאורך כמעט כל מחזור ההתפרצות תיעדו החוקרים את שלבי קליטת החומר, השינויים בדיסקת הספיחה והפליטה בחזרה לחלל. התוצאה מספקת תמונה מפורטת של האופן שבו סביבת החור השחור מגיבה לחומר הנכנס ומשפיעה על המרחב סביבה.
מקור/מאמר מקורי:
- המאמר המדעי ב־Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
- הודעת אוניברסיטת וורוויק
- הכתבה המקורית ב־SciTechDaily
כיתוב תמונה: התרשמות אמן של מערכת Swift J1727.8−1613, שבה חור שחור שואב חומר מכוכב מלווה וחלק מן החומר נפלט בחזרה לחלל באמצעות סילון ורוחות. איור: John A. Paice, Noel Castro Segura ועמיתיהם, 2026
ALT: הדמיית מערכת Swift J1727.8−1613 ובה חור שחור, כוכב מלווה, דיסקת ספיחה וסילון חומר
שם קובץ מוצע: swift-j1727-black-hole-outflows-2026.jpg
עוד בנושא באתר הידען
- האנרגיה הסודית שבתוך כל חור שחור חזקה יותר משחשבנו
- לראשונה – צפייה בכל תהליך בליעת כוכב בידי חור שחור ועד לפליטת סילוני הפלזמה
- כוכבים הנבלעים בחור שחור משחררים אנרגיה זמן רב לאחר תחילת התהליך
- חור שחור כנראה קרע כוכב מסיבי ויצר הבזק קוסמי חסר תקדים
שאלות ותשובות
האם חומר יכול לצאת מתוך חור שחור?
לא. חומר שחצה את אופק האירועים אינו יכול לצאת. החומר שנצפה במחקר נפלט מדיסקת הספיחה ומסביבתו הקרובה של החור השחור לפני שחצה את אופק האירועים.
מהי Swift J1727.8−1613?
זוהי מערכת בינארית שבה חור שחור בעל מסה של כעשר מסות שמש שואב גז מכוכב מלווה. המערכת התגלתה במהלך התפרצות חזקה ב־2023.
מה הפתיע את החוקרים?
הם זיהו רוח צפופה גם לאחר שקרינת הרנטגן של המערכת ירדה לכמאית מעוצמת השיא. עד כה פליטות כאלה נקשרו בעיקר לשלבים פעילים ובהירים יותר.
מדוע הפליטה חשובה?
אם כמות גדולה מן החומר נפלטת לפני שהיא נבלעת, יש לעדכן את המודלים המתארים את קצב גדילת החור השחור ואת התפתחותן של מערכות בינאריות.
לפרסום המקורי: פתיחת הפרסום המקורי
