הופעה מחודשת צפויה של הסופרנובה SN Requiem, שנראית שוב ושוב בגלל עדשת כבידה, עשויה לספק דרך שלישית למדידת קבוע האבל
אסטרונומים מצפים בחודשים הקרובים לאירוע נדיר במיוחד: הופעה נוספת של סופרנובה רחוקה שכבר נראתה בעבר כמה פעמים, לא מפני שהתפוצצה שוב, אלא מפני שכוח הכבידה של צביר גלקסיות עצום שבין מקור האור לבינינו מעקם את מסלולי האור וגורם להבזק להופיע שוב ושוב בזמנים שונים. אם התחזית הזו תתממש, היא עשויה לספק כלי מדידה חדש ומדויק לשאלה שמסעירה כיום את הקוסמולוגיה: מהו בדיוק קצב התפשטות היקום.
הסופרנובה המדוברת, SN Requiem, כבר נצפתה שלוש פעמים בשנת 2016. החוקרת שרי סויו ממכון מקס פלאנק לאסטרופיזיקה ועמיתיה חישבו כי צביר הגלקסיות המשמש כעדשת כבידה אמור לנתב חלק נוסף מן האור במסלול ארוך יותר, ולכן הבזק רביעי צפוי להופיע שוב, כנראה במהלך 2026 או 2027. החל מיוני הקרוב מתכנן הצוות לעקוב אחר הגלקסיה אחת לחודש באמצעות טלסקופ החלל האבל, ואם תתגלה הופעה מחודשת יגויס גם טלסקופ החלל ג'יימס ווב לצפייה מדויקת יותר.
העניין הרב באירוע הזה נובע מכך שהפרש הזמנים בין ההופעות השונות של אותה סופרנובה אינו רק תופעה מרהיבה, אלא גם כלי מדידה. כאשר עדשת הכבידה גורמת לאור לנוע בכמה מסלולים שונים, חלק מן הקרניים עוברות דרך ארוכה יותר וחלקן גם מואטות יותר בשדות כבידה חזקים. אם מודדים היטב את ההשהיה בין ההבזקים, ואת מיקומם על פני השמים, אפשר לחשב את המרחק האבסולוטי למקור – וממנו להפיק ערך לקבוע האבל, כלומר לקצב התפשטות היקום.
נרות תקניים מול חומר ואנרגיה אפלים
כאן נכנסת לתמונה אחת המחלוקות החריפות ביותר בקוסמולוגיה המודרנית. במשך עשרות שנים אסטרונומים מדדו את קבוע האבל באמצעות "נרות תקניים" – כוכבים וסופרנובות שעוצמת האור שלהם מאפשרת להסיק את מרחקם. שיטה זו נותנת ערך של כ־73 קילומטרים לשנייה למגה־פרסק. לעומתה, קוסמולוגים המסתמכים על קרינת הרקע הקוסמית, שריד האור מן היקום הקדום, מגיעים לערך נמוך יותר, כ־67 קילומטרים לשנייה למגה־פרסק, לאחר שמביאים בחשבון את השפעת החומר האפל והאנרגיה האפלה. שתי המדידות נעשו בדיוק של כ־1%, ולכן הפער ביניהן כבר אינו נראה כטעות מקרית, אלא כבעיה יסודית המכונה "מתח האבל".
אם המדידות המבוססות על נרות תקניים נכונות, ייתכן שמשהו בשיטה הקוסמולוגית הסטנדרטית חסר או שגוי. אם דווקא המדידה מן היקום הקדום נכונה, ייתכן שהאסטרונומים עדיין סובלים מהטיה שיטתית במדידות המרחק. לכן הקהילה המדעית מחפשת זה שנים "דרך שלישית" – שיטה עצמאית שאינה נשענת על אותם הנחות ואותם מקורות שגיאה. מדידת השהיות זמן בעדשות כבידה, המכונה time-delay cosmography, נחשבת כיום לאחת המועמדות המובילות לתפקיד הזה.
לשיטה הזאת יש יתרון חשוב: היא אינה תלויה בפיזיקה המפורטת של כוכבים משתנים או של סופרנובות מסוג Ia, ואינה נשענת ישירות על הנחות לגבי חומר אפל או אנרגיה אפלה. היא דורשת רק מקור אור משתנה היטב, כמו סופרנובה, ועדשת כבידה שאפשר למפות את התפלגות המסה שלה בדיוק רב. אלא שכאן טמון גם הקושי. צבירי גלקסיות הם עדשות כבידה חזקות מאוד, היכולות ליצור השהיות של שנים ואף עשורים, אך הם גם מערכות מסובכות להפליא. יש בהם עשרות או מאות גלקסיות, ולכל אחת מהן תרומה משלה לשדה הכבידה, יחד עם הילות חומר אפל וגז חם. לכן בניית מודל מסה אמין היא משימה מורכבת, המשלבת תצפיות ספקטרוסקופיות, מדידות הסחה וניתוחים חוזרים.
שבעה צוותים עצמאיים בנו מודלים נפרדים
במקרה של SN Requiem, סויו ועמיתיה גייסו שבעה צוותים עצמאיים שבנו מודלים שונים של צביר הגלקסיות. לאחר מכן שולבו התוצאות למודל כולל, והתחזית המעודכנת קבעה שההופעה הרביעית אינה צפויה רק ב־2037, כפי שסברו בתחילה, אלא כבר במהלך השנתיים הקרובות. המשמעות המדעית של מועד ההופעה גדולה מאוד: אם הסופרנובה תופיע כבר השנה, המדידה צפויה להטות את הכף לעבר ערך גבוה יותר של קבוע האבל, קרוב לזה שמעדיפים האסטרונומים. אם ההופעה תידחה לשנה הבאה, היא תחזק דווקא את הערך הנמוך יותר, הקרוב למחנה הקוסמולוגים.
השיטה כבר הניבה הישגים מוקדמים. הסופרנובה SN Refsdal, שהתגלתה ב־2014 חמישים שנה לאחר שסיוּר רפסדל חזה תופעה כזו תיאורטית, סיפקה ערך של 64.8 לקבוע האבל בדיוק של 5.5%. גם מדידות המבוססות על קוואזרים מעודשים השתפרו משמעותית, ובדצמבר 2025 פרסמה קבוצה בין־לאומית תוצאה של 71.6 בדיוק של 4.6%, ערך ביניים בין שני המחנות. אלא שעדיין אין די בדיוק הזה כדי להכריע סופית. סויו מעריכה כי SN Requiem לבדה עשויה להגיע לדיוק של 2%–3%, אך כדי להוריד את אי־הוודאות אל מתחת ל־1% יהיה צורך באוכלוסייה גדולה יותר של סופרנובות מעודשות.
כאן נכנסים לתמונה הדור הבא של הסקרים האסטרונומיים. טלסקופ החלל Euclid האירופי, טלסקופ החלל Nancy Grace Roman של נאס"א ומצפה Vera C. Rubin בצ'ילה צפויים לגלות עוד ועוד אירועים כאלה. כבר כיום ג'יימס ווב מגלה סופרנובות מעודשות בקצב מהיר בהרבה מן העבר. אם המגמה תימשך, מה שנחשב עד לא מזמן לאירוע חד־פעמי ונדיר עשוי להפוך לכלי מדידה שגרתי. ואז, אולי, ההבזקים החוזרים של כוכבים מתפוצצים ביקום הרחוק יספקו סוף סוף תשובה לשאלה כמה מהר היקום שלנו באמת מתפשט.
עוד בנושא באתר הידען:
