יותר בהיר מהשמש, יותר חם מהקיץ בישראל

הקיץ הישראלי עוד לא הגיע לשיאו ורבים מאיתנו כבר מייחלים לאיזו הפוגה. החמסין הראשון כבר הכה, שעות האור המסנוורות מתארכות ואפילו הערבים והבקרים מפסיקים להיות הפוגה מהחום. אז בואו נקבל קצת פרופורציות ונדבר על המקום הכי חם ועל הדבר הכי בהיר ובוהק ביקום כולו.

מאת: בר חיון, עורך אתר סוכנות החלל הישראלית, משרד המדע והטכנולוגיה

כשאור השמש בחוץ עצמתי במיוחד אנחנו אומרים שהשמש מסנוורת. אסטרונומים יעדיפו לדבר על בהירות, כלומר, “עוצמת האור הנראית של גוף”. ככל שגוף כלשהו פולט יותר אור הרי שהוא בהיר יותר, אבל מה שמטעה את העין זה המרחק כמובן. השמש נראית לנו כמו הגוף הבהיר ביותר (למעשה קשה לדמיין מידת בהירות גדולה יותר) אבל זה רק משום שהיא קרובה יחסית. לכן, על מנת להשוות בין בהירות של גופים שונים, אסטרונומים משתמשים ביחידת מדידה שנקראת בהירות מוחלטת, כלומר, בהירות של גוף כשמניחים שהוא נמצא במרחק מסוים וקבוע מכדור הארץ.

לפי המדד הזה, השמש המסנוורת שלנו כבר פחות מרשימה ממה שנדמה. אחד הכוכבים הבהירים ביותר בגלקסיה, למשל, כוכב בעל השם היבשושי LBV 1806-20, מאיר בעוצמה של יותר מפי 2 מיליון מהשמש. ההבדל בין עוצמת אור נר לבין זו של זרקור אצטדיונים לא מתקרב אפילו לפער שבין בהירות השמש לזו של LBV 1806-20. אבל אפילו בהירותו קלושה ביחס לכוכב הנחשב כיום לבהיר ביותר ביקום: R136a1 המאיר פי 8.7 מיליון יותר מהשמש.

הגודל לא קובע

מעניין לדעת שבכל הנוגע לבהירות, הגודל לא קובע. הכוכב הגדול ביותר ביקום שהתגלה עד כה הוא UY במגן. הרדיוס שלו גדול פי 1700 מזה של השמש והנפח שלו גדול פי 5 מיליארד. מה זה אומר? תציצו בתמונה הבאה של UY במגן:

אילו היינו רוצים להציג לכם תמונה של השמש שלנו ליד התמונה הזו אבל לשמור על היחס הנכון, היא אפילו לא הייתה מכסה פיקסל אחד במסך המחשב. לו כדור הארץ היה בגודל של כדור-ים, יחסית אליו השמש שלנו היתה בגודל של בניין בן שבע קומות ו-UY במגן- גדול יותר מארבעה הרי אוורסט יחד! גם הכוכב R136a1 קטן יחסית למפלצת הזו, אך כיוון שהוא דחוס במאסה גדולה יותר הוא גם בהיר הרבה יותר.

אבל מה היה קורה אילו היינו מכניסים לתחרות הבהירות לא רק כוכבים. מהו, אם כן, הדבר הבהיר ביותר ביקום, שלעומתו אפילו הכוכב הכי בהיר הוא אפילו לא פנס קלוש שנגמרו לו הבטריות?

הכי בהיר ביקום

המועמד הראשון שעולה על הדעת לתואר “הדבר הכי בהיר ביקום” יהיה סופרנובה– פרץ אדיר של קרני גמא המתרחש כאשר כוכב גדול מסיים את חייו. פרץ כזה משחרר אנרגיה ששווה לזו שהשמש שלנו תשחרר במשך כל קיומה, כעשרה מיליארד שנה. אבל זו עדיין לא הבהירות הגדולה ביותר ביקום; התואר הזה שייך לקוואזר.

קוואזר הוא תופעה הנגרמת כתוצאה מחורים שחורים. חור שחור הוא מסה עצומה של חומר שקרסה לתוך עצמה. אך במקרה של קוואזר, מדובר בחורים שחורים מאסיביים במיוחד הממוקמים במרכזי גלקסיות. לפני שהחומר והגזים סביב החור השחור נבלעים בתוכו, הם סובבים סביבו במהירות אדירה וההתנגשויות בינם לבין עצמם גורמות להם לפלוט את האנרגיה העצומה ביותר שאנו מכירים (צפו בסימולציה של איך זה נראה, ממרחק). המאסה של חור שחור במרכז קוואזר היא עצומה ויכולה להגיע אף להיות שווה לזו של 40 מיליארד שמשות כמו השמש שלנו (הדמיה). עוצמת הבהירות של הקוואזר 3C 273 (תמונה) גדולה פי 4 טריליון (שזה אלף פעמים מיליארד) מזו של השמש. אילו הוא היה במרחק 30 שנות אור מאיתנו, פי שבעה מהמרחק לפרוקסימה קנטאורי, הכוכב הקרוב ביותר לכדור הארץ, הוא היה מאיר באור בהיר כמו השמש שלנו.

אז באופן אירוני אפשר לומר שהדבר הכי בהיר ביקום, קוואזר, נגרם כתוצאה מהדבר הכי אפל ביקום, חור שחור.

הכי חם שאפשר

אז קוואזרים הם האובייקט הכי בהיר ביקום אבל מה הכי חם? אנחנו יודעים שיש תחתית לקור: לא תיתכן טמפרטורה נמוכה יותר מהאפס המוחלט, מינוס 273.15 מעלות צלזיוס. אבל כמה גבוה אפשר לטפס?

נתחיל בקטן, כאן בכדור הארץ. הרי געש, למשל, שבהם הלבה הלוהטת מגיעה לטמפרטורה של יותר מאלף מעלות ובליבת כדור הארץ הטמפרטורה מגיעה לכ-5,700 מעלות, בערך כמו על פני השמש. ליבת השמש עצמה מגיעה כבר לכ- 15 מיליון מעלות אבל גם זה עדיין רחוק מלהיות המקום הכי חם ביקום. בשנת 2009 התגלה ענן גזים שנמצא במרחק חמש מיליארד שנות אור מאיתנו שבו הטמפרטורה מוערכת ב-300 מיליון מעלות. בסופרנובה, אותה הזכרנו, החום יכול להגיע גם לטריליון מעלות.

אבל מה זה אומר בכלל חום של טריליון מעלות?

נסו לחשוב על מים שאנחנו מחממים בקומקום. ככל שהטמפרטורה עולה, מולקולות המים, שמורכבות מאטומי חמצן ומימן, נפרדות זו מזו עד שנוצרות בועות אוויר והמים מתאדים. בטמפרטורות גבוהות יותר, כמו בשמש שלנו, אפילו האטומים עצמם לא נשארים אדישים ונפרדים מהאלקטרונים הסובבים אותם. בטריליון מעלות קורה משהו מוזר אף יותר: גרעיני האטומים עצמם מתפרקים והפרוטונים והניטרונים שמרכיבים אותם פשוט “נמסים”. בטמפרטורה כה גבוהה, החומרים כפי שאנחנו מכירים אותם חדלים לחלוטין להיות מה שהם.

אבל הטמפרטורה הגבוהה ביותר שנמדדה, היא באופן מפתיע קרוב מכפי שהיינו מצפים (תחזיקו חזק): כאן, בכדור הארץ. במסגרת ניסוי במאיץ חלקיקים במעבדה הלאומית ברוקהייבן, ניו-יורק ארצות הברית, הצליחו מדענים ליצור טמפרטורה של 4 טריליון מעלות. זה היה כמובן לזמן קצר מאוד, פחות ממיליארדרית השנייה ורק על פני מספר אטומים.

תאורטית, נותר רק עוד זמן ומקום אחד שבו ניתן לשער טמפרטורה גבוהה יותר. לשם כך יש לחזור כ- 13.8 מיליארד שנה עד למפץ הגדול, הרגע שבו נוצר היקום המוכר לנו. לפי תיאוריות מסוימות, ברגעים שמיד לאחר המפץ הגדול הטמפרטורה הגיעה לכ- 141 נוניליון מעלות צלזיוס. המספר נוניליון הוא זה אחד עם שלושים אפסים אחריו, או אלף כפול מיליארד כפול מיליארד כפול מיליארד. ואת זה באמת כבר שאי אפשר להשוות לכלום, אפילו לא לחמסין הישראלי.

איך נוצרה השמש שלנו, האם נוכל אי פעם להגיע אליה, והאם היא עלולה להתפוצץ?– קראו כתבות נוספות על השמש באתר סוכנות החלל הישראלית.