מיזוג כוכבי נייטרונים – פריצת הדרך של השנה על פי המגזין SCIENCE

המגזין SCIENCE בחר בתצפית הראשונה על מיזוג כוכבי ניוטרונים, אירוע שמימי אלים שהוכיח תיאוריה שהציע אלברט איינשטיין, כפריצת הדרך של השנה.

גלי הכבידה שיצרה ההתנגשות במרחק 130 מיליון שנות אור, אדוות קטנות במרקם של החלל-זמן – נמדדו על ידי גלאי גלי כבידה עצומים בכדור הארץ. הפיצוץ שנוצר נחקר על ידי מאות אסטרונומים ברחבי העולם.

החוקרים גילו לראשונה גלי כבידה לפני שנתיים, כאשר שני חורים שחורים התרסקו אחד עם השני. רעד החלל זוהה במצפה גלי הכבידה באמצעות לייזר (LIGO) שזכה להיות פריצת השנה בשנת 2016 ומתכנניו זכו בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2017. הגילוי הראה כי גלי כבידה מציעים דרך חדשה של התבוננות ביקום, והם יהוו כלי מרכזי עבור האסטרונומים.

“גלי כבידה הם מתנה מתמשכת” הסביר עורך החדשות של SCIENCE, טים אפנצלר. “השנה, החוקרים לא רק שזיהו גלי הכבידה מאירוע ההתנגשות של שני כוכבי נייטרונים; אלא שבאותו אירוע נצפו כל אורכי הגל של הספקטרום האלקטרומגנטי, מקרני גמא ועד לרדיו, דבר המאפשר להם לקבל תמונה מלאה של אירועים אלימים כאלה זו מהפכה באסטרופיזיקה, ולכן בחרנו בתצפית זו כפריצת הדרך של 2017.”

“התגלית הגדולה של השנה שעברה היתה הכלי שאיפשר את פריצת הדרך של השנה הזו,” הסכים אחד מעורכי המגזין, אדריאן צ’ו. “זו הפעם הראשונה ב-22 שנה שאותו תחום מדעי מעורב בפריצת הדרך במשך שנתיים רצופות, אבל שתי התגליות היו משכנעות ולא היה צורך בדיונים רבים על נושא זה.”

ב-17 באוגוסט, חשו טלסקופים שצפו בקרני גאמא את מיזוג כוכבי הניוטרון, אירוע שבו נוצרים יסודות כבדים רבים, ובחנו את תורת היחסות הכללית. גלי הכבידה שמקורם באירוע התגלו על ידי שני גלאי LIGO במדינת וושינגטון ובלואיזיאנה, ועל ידי הגלאי הצרפתי-איטלקי וירגגו ליד פיזה, איטליה.

בזכות הגילוי של גלי הכבידה בידי שלושה גלאים שונים, הצליחו המדענים לפעול מהר ולאתר את מיקום כוכבי הניוטרונים בשמיים. בתוך 11 שעות גילו מספר צוותים את המקור החדש בקצה הגלקסיה NGC4993. מדובר באירוע הבודד הנחקר ביותר בתולדות האסטרונומיה. 3,674 חוקרים מ-953 מוסדות שיתפו פעולה במאמר אחד המסכם את המיזוג ומה שהתרחש לאחריו.”

“בין אם אלו קרני גמא, קרינת אינפרא-אדום או גלי רדיו, אסטרונומים בדרך כלל רואים את היקום באמצעות צורה כלשהי של אור. כאשר הם רואים פיצוץ אלים של מייזרים, הבוהק יכול לסנוור וקשה לנחש מה באמת קורה בפנים” אמר צ’ו. “אבל גלי כבידה הם סוג שונה לחלוטין של קרינה והם מאפשרים לחוקרים לראות מבעד לבוהק”.

“עד עכשיו, אסטרונומים היו חייבים לצפות באירועים אלה כאילו הם צופים בבית שרוף, הם ראו רק את הלהבות הבולעות את הבניין. עכשיו, הם יכולים לראות דרך הלהבות את הקורות המתמוטטות בתוך הבית. “במקרה זה, גלי כבידה אפשרו למדענים לקבוע מיד שזה היה מקרה של שני כוכבי נייטרונים הקורסים זה לתוך זה. הגלים חשפו את משקלם של כוכבי הניוטרונים דווקא כאשר הם התנגשו,”אמר צ’ו.

“התצפיות תמכו בהשערה בת 25 שנה, לפיה כוכבי ניוטרונים מתמזגים יוצרים גם התפרצות קרינת גמא קצרה, ואישרו כי גלי הכבידה נעים במהירות האור, ובנוסף שללו כמה חלופות ספקולטיביות לתורת הכבידה של איינשטיין ולתורת היחסות הכללית. “זה רק מגדיל את התיאבון של החוקרים לנתונים נוספים, הם רוצים לראות עוד מיזוגים כאלה”.

הצעד הבא הוא לזהות את האירוע בשלבים שלפני ההתנגשות הסופית של כוכבי הניוטרונים, ולשם כך יש צורך בשדרוג גלאי LIGO ו-VIRGO. שדרוג זה יוכל לספק תובנות לגבי אופיים של כוכבי נייטרונים, למשל מה קורה כשהם מסתחררים ביחד. קיימות תכניות לשיפור הרגישות של LIGO בתדרים גבוהים יותר. המדענים יתחילו במאמצים כאלה על-ידי מניפולציה של אור הלייזר של הגלאי, על אף שהדבר עלול לקחת מספר שנים.

“אפילו עם הגלאי הנוכחי אני מקווה שנוכל לראות סוגים חדשים של אירועים נדירים כגון עוד התנגשויות של כוכב ניטרונים וחור שחור. פיצוצי סופרנובות של כוכבים בודדים בגלקסיה שלנו עשויים אף הם ליצור גלי כבידה ניתנים לזיהוי שיעזרו להבין בדיוק איך כוכבים מתפוצצים. אבל אולי עוד תהיה תצפית מסקרנת שאפילו התיאורטיקנים לא חזו” אמר צ’ו.

ראו עוד בנושא באתר הידען:

• התחזית מ-1989 שהתממשה וההתגייסות המהירה של אסטרופיזיקאים לצפות במקור גלי הכבידה גם בגלאים אחרים
• לראשונה נצפו התנגשות ומיזוג של שני כוכבי ניטרונים
• אינשטיין – האיש שהחל להוציא אותנו מהמטריקס: יש גלי כבידה!
• פרס נובל לפיזיקה למגלי גלי הכבידה

סיכום שנת 2017 באתר הידען:

• בצורת, הוריקנים וטראמפ: סיכום 2017 בסביבה
• 2017 בחלל: יו”ר סוכנות החלל אופטימי באשר לתוכנית לווייני התקשורת ולפרוייקט SpaceIL
• 2017: השנה המדהימה של SpaceX
• 2017 בחלל – סיומה של משימת קאסיני לשבתאי