תצפיות של הטלסקופ הגדול מאוד VLT בצ'ילה חושפות ערפילית בצורת “גל הלם קשת” סביב מערכת בינארית שקטה לכאורה וללא דיסקה, ומרמזות על “מנוע” מגנטי שעדיין אינו מובן
זרמים של גז ואבק הנפלטים מכוכבים יכולים, בתנאים המתאימים, להתנגש בסביבה שמקיפה את הכוכב וליצור גל הלם. כעת הצליחו אסטרונומים, באמצעות הטלסקופ הגדול מאוד של המצפה הדרומי האירופי (ESO’s Very Large Telescope, VLT), לתעד גל הלם יפהפה סביב שריד כוכב — תגלית שהותירה אותם מבולבלים. לפי כל המנגנונים המוכרים כיום, השריד הקטן RXJ0528+2838 לא אמור להיות מוקף במבנה כזה. התגלית, שהיא מסתורית לא פחות משהיא מרהיבה, מאתגרת את ההבנה שלנו לגבי האופן שבו שרידי כוכבים מתקשרים עם סביבתם.
“מצאנו משהו שלא נראה מעולם קודם לכן, וחשוב מכך — משהו שלא ציפינו לו כלל”, אומר סימון סקארינגי, פרופסור חבר באוניברסיטת דורהם (בריטניה) ומחבר-שותף מוביל של המחקר, שפורסם היום בכתב העת Nature Astronomy. “התצפיות שלנו חושפות זרימה החוצה (outflow) עוצמתית, שלפי ההבנה הנוכחית שלנו לא אמורה להתקיים”, מוסיף קריסטיאן אילקייביץ׳, עמית פוסט-דוקטורט במרכז האסטרונומי ע״ש ניקולאוס קופרניקוס בוורשה (פולין), וגם הוא מחבר-שותף מוביל. באסטרונומיה, “זרימה החוצה” היא כינוי לחומר שנפלט מעצמים שמימיים אל החלל.
גל הלם קשתי
המערכת RXJ0528+2838 נמצאת במרחק של כ־730 שנות אור. כמו השמש וכוכבים אחרים, גם היא מקיפה את מרכז הגלקסיה. במהלך תנועתה היא מתקשרת עם הגז שממלא את החלל שבין הכוכבים, וכך נוצרת תצורה של גל הלם מסוג “גל הלם קשת” (bow shock) — “קשת חומר מעוגלת, בדומה לגל שנבנה בחזית של ספינה”, מסביר נואל קסטרו סגורה, עמית מחקר באוניברסיטת וורוויק (בריטניה) ושותף למחקר. בדרך כלל נוצרים גלי הלם כאלה בעקבות חומר שנפלט מן הכוכב שבמרכז, אך במקרה של RXJ0528+2838, אף אחד מהמנגנונים המוכרים אינו מסביר באופן מלא את מה שנצפה.
RXJ0528+2838 הוא ננס לבן — הליבה שנותרה מכוכב בעל מסה נמוכה שסיים את חייו — ולצדו בן-זוג הדומה לשמש, שמקיף אותו. במערכות בינאריות מסוג זה, חומר מן הכוכב בן-הזוג יכול לעבור אל הננס הלבן, ולעיתים קרובות הוא יוצר סביבו דיסקה. בעוד שהדיסקה “מזינה” את השריד, חלק מן החומר גם נפלט אל החלל ויוצר זרימות החוצה חזקות. אולם ב-RXJ0528+2838 אין סימנים לדיסקה, ולכן מקור הזרימה החוצה — והערפילית הנלווית לה סביב הכוכב — נותר תעלומה.
“ההפתעה שמערכת שקטה לכאורה, ללא דיסקה, מסוגלת להניע ערפילית כה מרשימה — הייתה אחד מאותם רגעי ‘וואו’ נדירים”, אומר סקארינגי.
הצוות הבחין לראשונה בערפיליות חריגה סביב RXJ0528+2838 בתמונות מטלסקופ אייזק ניוטון בספרד. לאחר שזיהו את הצורה יוצאת הדופן, הם תצפתו עליה בפירוט רב יותר באמצעות מכשיר MUSE שעל גבי ה-VLT של ESO. “התצפיות עם MUSE אפשרו לנו למפות את גל ההלם הקשת בפירוט ולנתח את ההרכב שלו. זה היה קריטי כדי לאשר שהמבנה אכן מקורו במערכת הבינארית, ולא בערפילית אחרת או בענן בין-כוכבי שאינם קשורים”, מסביר אילקייביץ׳.
צורתו וגודלו של גל ההלם מרמזים שהננס הלבן פולט זרימה החוצה עוצמתית במשך לפחות כ־1000 שנה. המדענים עדיין אינם יודעים כיצד מערכת ללא דיסקה יכולה להחזיק פליטה מתמשכת כל כך — אך יש להם כיוון אפשרי.
ידוע שלננס הלבן הזה יש שדה מגנטי חזק, והדבר אושר גם באמצעות נתוני MUSE. שדה כזה עשוי לתעל את החומר “הנגזל” מן הכוכב בן-הזוג ישירות אל הננס הלבן, מבלי שתיווצר דיסקה סביבו. “הממצא שלנו מראה שגם בלי דיסקה, מערכות כאלה יכולות לייצר זרימות החוצה חזקות — מה שחושף מנגנון שעדיין איננו מבינים. התגלית מאתגרת את התמונה הסטנדרטית של האופן שבו חומר נע ומקיים אינטראקציה במערכות בינאריות קיצוניות כאלה”, אומר אילקייביץ׳.
הממצאים מרמזים על מקור אנרגיה חבוי — ככל הנראה השדה המגנטי החזק — אך “מנוע מסתורי” זה, כפי שמכנה אותו סקארינגי, עדיין דורש חקירה. הנתונים מצביעים על כך שהשדה המגנטי הנוכחי חזק מספיק כדי לקיים גל הלם קשת במשך כמה מאות שנים בלבד, ולכן הוא מסביר רק חלק מן התופעה שנצפית.
כדי להבין טוב יותר את טבען של זרימות החוצה במערכות ללא דיסקה, יהיה צורך לחקור מערכות בינאריות רבות נוספות. טלסקופ הענק העתידי של ESO, הטלסקופ הגדול מאוד-מאוד (Extremely Large Telescope, ELT), צפוי לסייע בכך: הוא יאפשר לאסטרונומים למפות מערכות נוספות — וגם חלשות יותר — ולאתר מערכות דומות בפירוט, ובסופו של דבר להתקרב להבנת מקור האנרגיה המסתורי שעדיין אינו מוסבר, כפי שמעריך סקארינגי.
עוד בנושא באתר הידען:
