החור השחור במרכז שביל החלב אינו קורע כל דבר לגזרים

תצפיות באינפרא־אדום באמצעות מכשיר ERIS מראות כי ארבעה גופים מאובקים סמוך לסגיטריוס A* ממשיכים לנוע במסלולים יציבים. הממצאים מחזקים את האפשרות ש־G2 אינו ענן גז חופשי, אלא כוכב העטוף באבק, ומראים כי גם מערכת כוכבים כפולה יכולה לשרוד סמוך לחור שחור על־מסיבי

בלב שביל החלב, במרחק של כ־26 אלף שנות אור מכדור הארץ, נמצא סגיטריוס A* – החור השחור העל־מסיבי שמסתו גדולה בערך פי ארבעה מיליון ממסת השמש. סביבו נעים במהירות כוכבים, ענני גז וגופים מאובקים מסתוריים, בסביבה שבה הכבידה חזקה וצפיפות הכוכבים גבוהה במיוחד.

במשך שנים העריכו אסטרונומים כי לפחות חלק מן הגופים המאובקים באזור יימתחו, יתפרקו ולבסוף ייבלעו בחור השחור. אולם תצפיות מדויקות יותר מראות כי המציאות אינה כה פשוטה: ארבעה גופים שנבדקו ממשיכים לנוע במסלולים מסודרים, ללא הסימנים הדרמטיים של הרס שנחזו בחלק מן המודלים.

את המחקר הוביל ד״ר פלוריאן פייסקר מאוניברסיטת קלן. הצוות השתמש ב־ERIS – מכשיר צילום וספקטרוסקופיה ברזולוציה משופרת המותקן בטלסקופ הגדול מאוד, VLT, של מצפה הכוכבים האירופי הדרומי בצ׳ילה. ERIS צופה בתחום האינפרא־אדום הקרוב ומאפשר לחוקרים להבחין בגופים המוסתרים מאחורי האבק הרב שבמרכז הגלקסיה. המחקר פורסם בסוף 2025 בכתב העת Astronomy & Astrophysics.

G2 לא התנהג כמו ענן רגיל

המפורסם מבין ארבעת הגופים הוא G2, המכונה גם DSO. כאשר התגלה, הוא נראה כמקור קומפקטי של גז ואבק הנע במסלול המקרב אותו מאוד לסגיטריוס A*. חוקרים העריכו כי מדובר בענן שאינו מכיל כוכב, ולכן ציפו שכוחות הגאות של החור השחור ימתחו אותו לצורה מאורכת ויפרקו אותו.

תהליך כזה מכונה לעיתים “ספגטיפיקציה”, אך המונח המדויק יותר הוא התארכות גאותית: הצד הקרוב יותר לחור השחור נמשך בעוצמה גדולה יותר מן הצד המרוחק, וההפרש בין הכוחות מותח את הגוף.

G2 הגיע לנקודה הקרובה ביותר במסלולו סביב החור השחור ב־2014. לקראת האירוע ציפו אסטרונומים להתפרקות ניכרת של הענן ולעלייה בפעילותו של סגיטריוס A*, בעקבות נפילת גז לעברו. בפועל, G2 נותר קומפקטי הרבה יותר מן הצפוי ולא נרשמה התפרצות דרמטית שניתן היה לייחס לבליעתו. מחקרים קודמים כבר העלו בעקבות זאת את האפשרות שבתוך מעטפת האבק מסתתר כוכב. ([arXiv][2])

המעקב החדש באמצעות ERIS מחזק הסבר זה. מיקומו ותנועתו של G2 תואמים את המסלול הקפלרי שחושב עבורו, ולא נמצא סימן לכך שהפך לזרם גז חופשי הנבלע בחור השחור. לדברי החוקרים, התנהגות זו תואמת גוף כוכבי קומפקטי המוקף בגז ובאבק יותר משהיא תואמת ענן חופשי.

מסלול קפלרי אינו אומר שהגוף אינו מושפע מן החור השחור. להפך: המסלול נקבע בעיקר באמצעות כוח הכבידה של סגיטריוס A*. משמעות הממצא היא שהגוף נשאר קשור ושלם במידה מספקת כדי להקיף את החור השחור, במקום להתפזר ולהיעלם.

זוג כוכבים ששרד במקום שבו לא ציפו למצוא זוגות

הגוף D9 מספק דוגמה נוספת. בשנת 2024 דיווחו פייסקר ועמיתיו כי D9 אינו כוכב יחיד אלא מערכת כפולה – שני כוכבים המקיפים זה את זה ובמקביל נעים סביב סגיטריוס A*. זו הייתה מערכת הכוכבים הכפולה הראשונה שאושרה בקרבה כזאת לחור שחור על־מסיבי.

החוקרים זיהו את הכפילות באמצעות שינויים מחזוריים במהירות הרדיאלית – התנועה של המקור לכיווננו והרחק מאיתנו, הנמדדת לפי הסטת קווים בספקטרום. שני הכוכבים משלימים הקפה הדדית אחת בכל 372 ימים. המסות המוערכות שלהם הן כ־2.8 וכ־0.73 מסות שמש.

המרחק בין שני רכיבי המערכת קטן מספיק כדי שכוח הכבידה ההדדי שלהם יגבר על ההפרש בכוח המשיכה של החור השחור בין שני הכוכבים. לפי המחקר, הציר החצי־ראשי של המסלול הפנימי הוא כ־1.59 יחידות אסטרונומיות, הרבה פחות מרדיוס ההפרעה הגאותית המחושב של המערכת, כ־42 יחידות אסטרונומיות. לכן החור השחור אינו מסוגל לפרק את הזוג מיד. ([Nature][4])

עם זאת, “יציב” אינו בהכרח “נצחי”. D9 צעירה מאוד במונחים אסטרונומיים – גילה מוערך בכ־2.7 מיליון שנה – והשפעתו המצטברת של החור השחור עשויה לשנות בהדרגה את המסלול הפנימי של הכוכבים. החוקרים מעריכים כי הם עשויים להתמזג לכוכב יחיד בתוך כמיליון שנה.

גם X3 ו־X7 ממשיכים במסלוליהם

הצוות בחן גם את X3 ואת X7. אלה גופים מאובקים בעלי מאפיינים שונים, הנמצאים בסביבה הצפופה והדינמית של מרכז הגלקסיה.

X3 נחשב לעצם כוכבי צעיר ומסיבי המוקף בחומר ויוצר לפניו מבנה דמוי גל הלם קשת, בשל תנועתו ביחס לגז שסביבו. תצפיות ERIS הראו כי הוא ממשיך לנוע בהתאם למסלולו הצפוי, אף שנמדדה האצה בתנועתו. ([arXiv][5])

X7 הוא גוף מוארך יותר, שגם לפניו מופיע מבנה דמוי גל הלם. מחקרים קודמים הציעו שכוחות הגאות של החור השחור מותחים אותו ושבעתיד הוא יתפרק. במעקב החדש לא נמצאה עדות ברורה לכך שראש המבנה מתקרב משמעותית לסגיטריוס A*. לפי החוקרים, X7 ממשיך לנוע צפונה לאורך מסלולו, והתנהגותו אינה תואמת בהכרח תרחיש של נפילה מיידית אל החור השחור.

המדידות אינן מוכיחות כי הגופים חסינים מפני שינויים. הן מראות שבפרק הזמן שנצפה, מסלוליהם יציבים יותר והמבנים שלהם עמידים יותר מכפי שהציעו כמה תחזיות מוקדמות.

מדוע החור השחור אינו “אוכל” הכול?

חור שחור אינו שואב באופן אוטומטי כל דבר בסביבתו. גוף יכול להמשיך להקיף אותו במשך זמן רב, בדיוק כפי שכדור הארץ מקיף את השמש, כל עוד יש לו מהירות ומסלול מתאימים והוא אינו מתקרב מעבר לגבול שבו כוחות הגאות מפרקים אותו.

היכולת לשרוד תלויה במרחק מן החור השחור, בגודלו של הגוף ובמידת הקשירות הפנימית שלו. ענן גז מפוזר פגיע יותר מכוכב צפוף. מערכת כפולה רחבה פגיעה יותר מזוג כוכבים הנעים במסלול הדוק. לכן שני גופים הנמצאים באותו אזור יכולים להגיב באופן שונה לחלוטין לכבידה של סגיטריוס A*.

הממצאים החדשים אינם הופכים את מרכז הגלקסיה לסביבה רגועה. כוכבים שם נעים במהירויות של אלפי קילומטרים בשנייה, קרינה עזה ורוחות כוכביות ממלאות את האזור, ומפגשים כבידתיים עשויים לשנות מסלולים ולגרום למיזוגים. אך הם מראים שגם בסביבה זו יכולים גופים קומפקטיים ומערכות צעירות להישמר במשך מאות אלפי ואף מיליוני שנים.

האם עצמי G הם תוצרים של מיזוג כוכבים?

זהותם של “עצמי G” במרכז הגלקסיה עדיין אינה מוסכמת. הם נראים בתצפיות מסוימות כענני אבק וגז, אך נעים במסלולים הדומים יותר לאלה של כוכבים. D9 מספקת רמז אפשרי לפתרון: חלק מן הגופים עשויים להיות מערכות כפולות לקראת מיזוג, ואחרים כוכבים שנוצרו לאחר ששני הרכיבים התמזגו ונותרו עטופים בגז ובאבק.

החוקרים מעלים גם את האפשרות שהתהליכים הדינמיים בקרבת החור השחור אינם רק מפרקים מערכות, אלא עשויים לעודד מיזוגים שיוצרים כוכבים גדולים יותר וגופים מאובקים חריגים. זו עדיין השערה הזקוקה לתצפיות נוספות, ולא הוכחה לכך שהחור השחור עצמו יוצר כוכבים.

מעקב עתידי באמצעות ERIS, השדרוג GRAVITY+ והטלסקופ הגדול במיוחד, ELT, הנבנה בצ׳ילה, צפוי לאפשר לאסטרונומים למדוד את תנועת הגופים בדיוק רב יותר, לעקוב אחר שינויי צורה ולברר אילו מהם הם כוכבים, מערכות כפולות או תוצרים של מיזוגים.

“העובדה שהגופים האלה נעים בצורה כה יציבה קרוב כל כך לחור שחור היא מרתקת”, אמר פייסקר. לדבריו, התוצאות מראות כי סגיטריוס A* הרסני פחות מכפי שסברו, והופכות את מרכז הגלקסיה למעבדה טבעית לחקר יחסי הגומלין בין כוכבים לחורים שחורים.

לפרסום המקורי: פתיחת הפרסום המקורי

שאלות ותשובות

מדוע סגיטריוס A* אינו בולע את כל הגופים שנמצאים בסביבתו?

חור שחור אינו שואב אוטומטית כל גוף סמוך. כוכבים וגופים אחרים יכולים להקיף אותו במסלולים יציבים כל עוד מהירותם ומרחקם מתאימים. רק גוף שמתקרב מדי, או שמבנהו אינו קשור בחוזקה, עלול להיקרע בידי כוחות הגאות או ליפול אל החור השחור.

מהו G2, ומדוע הוא הפתיע את האסטרונומים?

G2 נראה בתחילה כענן גז ואבק, ולכן ציפו שכוחות הכבידה של סגיטריוס A* ימתחו ויפרקו אותו כאשר יתקרב לחור השחור. בפועל, הוא נשאר קומפקטי יחסית והמשיך במסלולו. התנהגות זו מחזקת את האפשרות שבתוך מעטפת האבק מסתתר כוכב.

כיצד מערכת הכוכבים הכפולה D9 מצליחה לשרוד ליד החור השחור?

שני הכוכבים ב־D9 מקיפים זה את זה במסלול הדוק, ולכן כוח הכבידה ההדדי ביניהם חזק מספיק כדי להתנגד לכוחות הגאות של סגיטריוס A*. עם זאת, ייתכן שהשפעת החור השחור תשנה בהדרגה את מסלולם ותוביל בעתיד למיזוגם לכוכב אחד.

האם הממצאים מוכיחים שמרכז הגלקסיה הוא סביבה בטוחה לכוכבים?

לא. מרכז שביל החלב הוא עדיין סביבה קיצונית ובה כבידה חזקה, קרינה, רוחות כוכביות ומפגשים תכופים בין גופים. הממצאים רק מראים שלא כל גוף סמוך לחור השחור נהרס מיד, ושכוכבים ומערכות כוכבים מסוימים יכולים לשרוד שם זמן רב מהצפוי.

עוד בנושא באתר הידען

• האם הזוהר המסתורי במרכז שביל החלב נובע בכל זאת מחומר אפל?
• טלסקופ החלל אוקלידס מיפה 60 מיליון כוכבים בלב הצפוף של שביל החלב
• שביל החלב נבנתה מחדש בהתנגשות קדומה וכבר נכנסת לריקוד גלקטי חדש עם הענן המגלני הגדול
• חורים שחורים על־מסיביים עלולים לפגוע בסיכוי לחיים גם במרחקים גדולים
• כוכב כפול ליד החור השחור במרכז שביל החלב עשוי להזין אותו בענני גז קטנים