טלסקופ החלל צ’אנדרה גילה חור שחור צעיר במיוחד וקרוב יחסית

לדברי פרופ’ אבי לייב ממרכז הארווארד סמיתסוניאן, אחד המגלים 0הסופרנובה SN-1979C  בגלקסיה M100, המרוחקת 50 מיליון שנות אור מאיתנו הולידה חור שחור

אסטרונומים שהשתמשו בטלסקופ קרני ה-X צ’אנדרה גילו עדויות לחור השחור הצעיר ביותר הידוע בסביבה הקוסמית שלנו. חור השחור בן 31 שנים מספק הזדמנות ייחודית לצפיה בסוג כזה של עצמים – וכיצד הם מתפתחים מינקות.

הסופרנובה SN-1979C  בגלקסיה M100, המרוחקת 50 מיליון שנות אור מאיתנו הולידה חור שחור, כך עולה מסיכום של 31 שנות תצפית עליה מאז הופעתה, תוך סיוע מאסיבי של טלסקופ החלל צ’אנדרה. כך אמר פרופ’ אבי לייב, מנהל המכון לתיאוריה וחישוב במרכז לאסטרופיסיקה של הארוארד סמיתסוניאן,  במסיבת עיתונאים שערכה הערב נאס”א בוושינגטון לרגל התגלית.

לפי הנתונים שמסרו אנשי נאס”א שהתשתתפו במסיבת העיתונאים, מדובר בחור שחור כוכבי בעל חמש מסות שמש שנוצר מהתפרצות סופרנובה של כוכב בעל 20 מסות שמש. יש כנראה מיליונים כאלה ברחבי הגלקסיה, אך איננו יודעים את גילם. כאן יש אחד שאנחנו יודעים את גילו ובאמצעות המשך התצפיות אנחנו נוכל לדעת כיצד חורים שחורים מתנהגים.

דרך היצירה הזו שונה מהדרך המוכרת (בתיאוריה לפחות) עד כה של התפרצות קרני גאמא שלפעמים קוראים להם צווחת הלידה של חור שחור, באמצעות מיזוג שני כוכבי ניטרון, או מכוכב ניוטרונים שהתסובב במהירות גבוהה, לעומת זאת אצלנו מדובר בלידה רגילה מתוך התפרצות כוכב שסיים את חייו בסדרה הראשית.

היתה לו מסה מקורית של 20 מסות שמש. יש משתנים כגון כמה חומר אבד ל ה לפני ההתפוצצות והאם יש לה כוכב מלווה (כנראה שכן). כאן כנראה יש לנו מקרה שמאפשר לנו לדעת מהו קו החלוקה בין כוכב נויטרונים לבין כוכב שחור. גם אם זה ערפילית פולסאר כדוגמת ערפילית הסרטן, זו גם דוגמה טובה, נדירה וטריה מסוג זה. היא תאפשר לנו להבין את האבולוציה של עצמים כאלה על פני זמן.

החור השחור עשוי לסייע למדענים להבין טוב יותר כיצד כוכבים מאסיביים מתפוצצים, אלו מהם משאירים מאחור חור שחור או כוכבי ניוטרון,  ואת מספר החורים השחורים בגלקסיה שלנו ובאחרות.

העצם הוא שרידים של הסופרנובה SN 1979C בגלקסיה M100 הנמצאת במרחק 50 מיליון שנות אור מכדור הארץ. הנתונים  המשותפים של צ’אנדרה, סוויפט, הלווין האירופי XMM ניוטון והלווין הגרמני ROSAT חשפו מקור בהיר של קרינת X שנשארה כבועה לאורך תצפיות מ-1995 עד 2007. הדבר מעלה את האפשרות שהעצם הוא חור שחור שניזון או מחומר הנופל עליו מתוך הסופרנובה או מהמלווה הבינארי שלו במערכת כוכב כפול. לדברי לייב, אילו היה זה עצם אחר, ולא חור שחור, קרינת ה-X ממנו היתה דועכת מזמן.

“אם הפרשנות שלנו נכונה, זוהי הדוגמה הקרובה ביותר להולדת חור שחור שבה צפינו אי פעם” אומר דניאל פנאודה ממרכז הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה בקיימברידג’ מסצ’וסטס, שהוביל את המחקר.

המדענים סבורים כי SN 1979C  שהתגלה לראשונה בידי אסטרונום חובב בשנת 1979, נוצר כאשר כוכב בעל מסה של פי 20 נהשמש התמוטט. רבים מהחורים השחורים החדשים ביקום המרוחק התגלו בצורת התפרצות קרני גאמא, ואולם SN 1979C שונה בכך שהוא קרוב בהרבה ושייך לסוג של סופרנובות שלא סביר שילוו בהתפצרות קרני גאמא. התיאוריה חוזה כי מרבית החורים השחורים ביקום ייווצרו כאשר ליבה של כוכב תתמוטט ולא תיווצר התפרצות קרני גאמא.

“זו תהי ההפעם הראשונה שהדרך המקובלת יותר ליצירת חור שחור נצפתה” אומר אבי לייב, שותפו לעריכת המאמר וגם הוא ממרכז הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה. “ואולם קשה מאוד לאתר סוג כזה של הולדת חור שחור משום שנדרשים שנים של תצפית בתחום קרני ה-X כדי לאתר את המקרים הללו.”

הרעיון של חור שחור בעל גיל נצפה של 30 שנה עקבי עם התיאוריות האחרונות. בשנת 2005 הוצעה תיאוריה לפיה האור הנראה הבהיר של סופרנובות אלה מקבל אנרגיה מסילונן מהחור השחור שלא הצליח לחדור את מעטפת הגז והמימן של הכוכב כדי ליצור התפרצות קרני גאמא. התוצאות כפי שנראו בסופרנובה זו מתאימות לתיאוריה הזו.

אף כי העדויות מצביעות על חור שחור ב-SN 1979C, אפשרות נוספת היא שמדובר בכוכב ניטרון המסתחרר במהירות ופולט רוח של חלקיקים עתירי אנרגיה שעשויים להיות אחראים לקרינת ה-X. הדבר יעשה את SN 1979C, הדוגמה הצעירה ביותר של “פולסר רוח השמש” וכוכב הניוטרונים הצעיר ביותר. פולסאר הסרטן, הדוגמה הידועה ביותר של ערפילית שנוצרה מפולסר בהיר, היא בת כ-950 שנה.

“יש תגמול רב בלראות כיצד המחויבות של הטלסקופים המתקדמים ביותר בחלל כדוגמת צ’אנדרה יכולים להשלים את הסיפור” אומר ג’ון מורס, ראש חטיבת האסטרופיסיקה במינהלת המשימות המדעיות של נאס”א.

אבי לייב בראיון לאתר הידען: מאות חורים שחורים נוכלים אורבים בשביל החלב