התפרצות קרני גמא שנמשכה כמעט שעתיים

התפרצות זו, שהתרחשה ב-25 בספטמבר 2013 היתה ארוכה פי אלף מאורכה של התפרצות ממוצעת מהסוג הארוך, ולכן היא נחשבת לסוג שלישי, ומקורו בענקים כחולים שלא איבדו את אטמוספירת המימן שלהם לפני שהפכו לחור שחור

באיור זה, של התפרצות קרני גמא בשם GRB 130925A נדן של גז חם המפיץ קרני X (באדום) מקיף סילון חלקיקים (בלבן) המתפרץ מתוך פני השטח של הכוכב במהירות הקרובה למהירות האור. מקור זה עשוי להיות ענק כחול עני במתכות, קירוב טוב לכוכבים הראשונים שנוצרו ביקום. איור: NASA/Swift/A. Simonnet, Sonoma State Univ.
באיור זה, של התפרצות קרני גמא בשם GRB 130925A נדן של גז חם המפיץ קרני X (באדום) מקיף סילון חלקיקים (בלבן) המתפרץ מתוך פני השטח של הכוכב במהירות הקרובה למהירות האור. מקור זה עשוי להיות ענק כחול עני במתכות, קירוב טוב לכוכבים הראשונים שנוצרו ביקום. איור: NASA/Swift/A. Simonnet, Sonoma State Univ.

אסטרונומים שניתחו התפרצות ארוכה של אור באנרגיות גבוהות שנצפתה בשנת 2013 דיווחו כי גילו מאפיינים דומים להפליא לאלו הצפויים מהתפוצצות של אחד הכוכבים הראשונים ביקום. אם הפרשנות נכונה, ההתפרצות הזו תאמת את הרעיונות אודות סוג חדש יחסית של התפרצויות קרני גמא ותשמש לתצפיות עתידיות במה שנראה כמו המערכה הראשונה של הכוכבים הראשונים.

אחד האתגרים הגדולים של האסטרופיסיקה המודרנית היה הנסיון לזהות את הכוכבים מהדור הראשון שנוצר ביקום, המכונים גם כוכבים מסוג III" מסביר לואיג'י פירו, מנהל המקחר במכון לאסטרופיסיקה וכוכבי לכת ברומא, חטיבה של המכון האיטלקי הלאומי לאסטרופיסיקה (INAF). "אירוע חשוב זה מקרב אותנו צעד נוסף בכיוון" הוסיף.

התפרצויות קרני גמא הן ההתפוצצויות החזקות ביותר ביקום. התפרצות כזו מפיצה קרני גמא – הצורה האנרגטית ביותר של אור וקרני X ומייצרת קרינה ההולכת ומתעמעמת במהירות ואשר ניתנת לצפיה באור הנראה, באור תת אדום ובגלי הרדיו. בממוצע, גלאי הלוויין סוויפט של נאס"א פרמי של סוכנות החלל האירופית וטלסקופים אחרים מגלים התפרצות קרני גמא אחת ליום.

ב-25 בספטמבר 2013 טלסקופ ההתראה של הלווין סוויפט נתן התראה על גל שלקרניג אמא ממקור בקבוצת הכוכבים תנור (Fornax). החללית התריאה אוטומטית לצופים בחבי העולם אודות ההתפרצות החדשה, המכונה GRB 130925A. לאחר מכן, הפנתה סוויפט את טלסקופ קרני ה-X שלה לעבר המקור. לווינים אחריםהחלו גם הם לעקןב אחר הגל הגואה של הקרינה באנרגיות גבווהת ובהן פרמי האירופית המכשיר הרוסי קונוס הנמצא על סיפון החללית WIND של נאס"א ומצפה החלל אינטגרל של סוכנות החלל האירופית.

ההתפרצות אותרה לבסוף בגלקסיה כל כך רחוקה שלוקח לאור ממנה להגיע אלינו 3.9 מיליארד שנה.
אסטרונומים צפו בהתפרצויות רבות של קרני גמא במהלך חמשת העשורים האחרונים. עד לאחרונה הם סיווגו אותם לשתי קבוצות לפי אורך ההתפרצות – קצרה או ארוכה. התפרצויות קצרות, הנמשכות 2 שניות או פחות נובעות ממיזוג של שני כוכבים קומפקטיים במערכת כוכבים כפולה בדרך כלל מעורבים בתהליך כוכב ניוטרונים וחור שחור. התפרצויות ארוכות נמשכות מכמה שניות ועד דקות אחדות, כשהתפרצויות הטיפוסיות נעות בין 20 ל-50 שניות. אירוים אלה נחשבים כקשורים בהתפרצות של כוכבים גדולים פי כמה מהשמש ובסיומן נולד חור שחור.

בניגוד לכך, ההתפרצות GRB 130925A נמשכה כמעט שעתיים, היא ארוכה למעלה פי אלף מהתפרצות טיפוסית. תצפיות במכשיר XRT של סוויפט חשפו זוהר בתחומים נרחבים של קרינת X במשך שש שעות. לאחריהם החל העצם לדעוך בהדרגה, כפי שמתרחש בכל התפרצות קרני גמא ארוכה.

GRB 130925A" היא חברה בסוג חדש ונדיר של התפרצויות קרני גמא ארוכות במיוחד" אומרת אלאונורה טרויה, חוקרת אורכת במרכז גודארד של נאס"א במרילנד וחברה בצוות המחקר. "מה שמייחד אותה הוא משך הזמן של הבוהק בקרני X, דבר שמספק את העדות החזקה במיוחד לכך שהתפרצויות קרני גמא ארוכות במיוחד מגיעות מכוכבי ענק כחולים.

 

ענק-על כחול. צילום: NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger
ענק-על כחול. צילום: NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger

אסטרונומים סבורים כי כוכבי וולף-ראינט הם ההסבר הטוב ביותר להתפרצויות ארוכות. מרביתם בעלי מסה של פי 25 מהשמש ויותר. כוכבים אלה כל כך חמים עד שהם משילים את מעטפת המימן החיצונית באמצעות רוח השמש. עד המועד שבו הם קורסים, האטמוספירה החיצונית של הכוכב כבר נאלמה והגודל הפיסי שלו דומה לזה של השמש. חור שחור נוצר בתוך ליבת הכוכב והחומר הנופל פנימה מייצר סילונים החולפים דרך כל הכוכב. הסילונים ממשיכים לפעול במשך כמה עשרות שניות – משך הזמן של התפרצות ארוכה של קרני גמא.

מכיוון שהתפרציות קרני גמא ארוכות במיוחד נמשכות פי כמה מאות יותר זמן, המקור שלהם חייב להיות בהתאם כוכב גדול בהרבה. החשודים העיקריים הם כוכבי ענק כחולים, כוכבים בעלי מסה של פי 20 מהשמש השומרים על אטמוספירת המימן שלהם, ולכן קוטרם הוא פי 100 מקוטר השמש. יתרה מכך, כוכבי ענק כחולים מכילים רק מעט מאוד יסודות כבדים מהליום, שהאטסרופיסיקאים קוראים לכולם בשם הקיבוצי מתכות. תכולת מתכות גדולה שולטת בעוצמת רוח השמש, וזו בזמנה קובעת כמה מאטמוספירת המימן ישארו בכוכב טרם קריסתו. בכוכבי ענק כחולים, נדרשות שעות ארוכות למעטפת המימן ליפול לתוך החור השחור, דבר שמעניק מקור כוח יציב להתפרצות ארוכה במיוחד.

במאמר שהתפרסם ב-10 ביולי בכתב העת אסטרופיסיקל ג'ורנל לטרס, מעירים החוקרים כי תצפיות בקרני הרדיו שנפלטו מההתפרצות נמשכו כחצי שנה כאשר בארבעה חודשים הם שמרו על קצב קבוע. הדעיכה האיטית מאוד הביאה את החוקרים להשערה כי ההתפרצות יצרה גלים הנעים בחופשיות בחלל, מה שמעיד על כך שסביבת הכוכב חופשית מחומרים שנפלטו ברוח השמש שלו או של כוכבים שכנים.

לידיעה באתר נאס"א

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

  1. נראה כי הערכת המרחק בשיעור 9^10*3.9 שנות אור הנה שגויה, אם אכן מדובר בכוכב מהדור הראשון.
    על אף שזה המספר המצויין גם בכתבה המקורית של נאס"א, הרי שכוכבי דור ראשון אמורים להיות רחוקים הרבה יותר, בערך פי 3.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן