תצפיות רדיו שופכות אור על אירוע התנגשות כוכבי ניוטרונים

באוגוסט השנה נצפו לראשונה גלי כבידה וקרינה אלקטרומגנטית כתוצאה ממיזוג של שני כוכבי נויטרונים. תיעוד הגלים התאפשר בזכות הגלאי "לייגו". כעת, צוות בינלאומי של חוקרים, ביניהם גם חוקרים ישראלים מהאוניברסיטה העברית ומאוניברסיטת תל אביב, חושף תצפיות רדיו חדשות המבהירות מה למעשה התרחש במהלך ההתנגשות.

התצפיות שוללות את המודל (המוצג בצד שמאל) שעל פיו קרינת הגאמא הקצרה שנצפתה כשתי שניות לאחר גילוי גלי הכבידה, מקורה בסילון הצר היחסותי החודר את החומר מסביבו ומפונה לכיווננו (או בהטיה קלה). המודל (המוצג בצד ימין), הכולל את המעטפת שיצר הסילון ותוך כדי כך איבד את האנרגיה שלו ונעלם, הוא המודל התואם את תצפיות הרדיו החדשות. מקור: NRAO/AUI/NSF: D. Berry.
התצפיות שוללות את המודל (המוצג בצד שמאל) שעל פיו קרינת הגאמא הקצרה שנצפתה כשתי שניות לאחר גילוי גלי הכבידה, מקורה בסילון הצר היחסותי החודר את החומר מסביבו ומפונה לכיווננו (או בהטיה קלה). המודל (המוצג בצד ימין), הכולל את המעטפת שיצר הסילון ותוך כדי כך איבד את האנרגיה שלו ונעלם, הוא המודל התואם את תצפיות הרדיו החדשות. מקור: NRAO/AUI/NSF: D. Berry.

אירוע גלי הכבידה, בשם GW170817, שהתגלה באוגוסט האחרון (ופורסם במהלך חודש אוקטובר) הוא הפעם הראשונה בה נצפו גלי כבידה ממיזוג של כוכבי ניוטרונים וגם הפעם הראשונה בה נצפתה קרינה אלקטרומגנטית (כמעט בכל הספקטרום כולל קרינת גאמא, קרינת רנטגן, אור אולטרא-סגול, אור נראה וקרינת רדיו) המלווה אירוע של גלי כבידה.

אירוע זה סיפק הזדמנות נדירה לחקור את המיזוג של כוכבי ניוטרונים. לדוגמא, תצפיות בתחום האור הנראה והאינפרא-אדום סיפקו בפעם הראשונה עדות לכך שאכן יש יצירה של יסודות כבדים במיזוגים של כוכבי ניוטרונים (תהליך שנחזה עד כה רק בתיאוריה). עם זאת, אירוע זה גם סיפק תעלומות חדשות שטרם נחקרו עד כה.

התיאוריה הרווחת היא שבאירוע כזה של מיזוג כוכבי נויטרונים, אנרגיה רבה תיפלט באלומה ממוקדת וצרה (סילון צר הנע במהירות גבוהה מאוד הקרובה למהירות האור). סילון זה צפוי לחדור את החומר מסביבו, וכאשר הוא מופנה לכיווננו אנו מצפים לראות קרינת גאמא. במשך שנים מדענים שיערו שזה המודל המסביר התפרצויות קרני גאמא קצרות הנצפות כל מספר שבועות.

ואכן, כשתי שניות לאחר גילוי גלי הכבידה נצפתה גם קרינת גאמא קצרה. אך עם זאת, קרינת הגאמא שנצפתה לא הייתה אופיינית. היא הייתה חלשה מאוד ביחס למתפרצי קרינת גאמא קצרים אחרים שנצפו עד כה )אירועים ללא גלי כבידה).

מדענים ברחבי העולם ניסו להסביר את הקרינה החלשה בכך שאומנם נוצר סילון באירוע, אבל הוא לא מופנה ישירות אלינו אלא בהטיה קלה. אם ההסבר הזה נכון, הרי שהתיאוריה אומרת לנו שאנו צריכים לראות קרינת רדיו שעתה, מספר חודשים לאחר הגילוי הראשוני, אמורה לדעוך.

תמונה של קרינת הרדיו מאירוע גלי הכבידה GW170817. הנתונים שנאספו באמצעות טלסקופ רדיו בשם ״המערך הגדול״ (The very large array) מצביעים על כך שקרינת הרדיו רק הולכת ומתבהרת. מקור: NRAO/AUI/NSF: D. Berry.
תמונה של קרינת הרדיו מאירוע גלי הכבידה GW170817. הנתונים שנאספו באמצעות טלסקופ רדיו בשם ״המערך הגדול״ (The very large array) מצביעים על כך שקרינת הרדיו רק הולכת ומתבהרת. מקור: NRAO/AUI/NSF: D. Berry.

"לצוות שלנו היה ברור שעריכת תצפיות רדיו לאורך מספר חודשים תסייע בפתרון התעלומה", אומר ד״ר אסף חרש, אסטרופיזיקאי ניסיוני מהאוניברסיטה העברית". למזלנו, ניתן לערוך תצפיות רדיו גם במהלך היום, וכך להמשיך לאסוף נתונים על אירועים אסטרונומים בזמן שלא ניתן לצפות עליהם עם טלסקופים אחרים, כגון טלסקופים אופטיים״, מוסיף ד״ר חרש. מכיוון שבמהלך החודשיים האחרונים המיקום של האירוע GW170817 על פני השמיים הפך קרוב יותר ויותר לשמש, מה שהוביל להפסקת התצפיות בכל אורכי הגל למעט תצפיות הרדיו, בזמן שהיה קריטי לאיסוף הנתונים.

כעת, צוות החוקרים שביצע את תצפיות הרדיו טוען שלאור התצפיות החדשות אכן נוצר סילון, אבל הוא לא חדר את החומר סביבו ולכן הקרינה שנצפתה לא הגיעה מהסילון עצמו, כפי שסברו עד כה. החוקרים מצאו שקרינת הרדיו רק הלכה והתבהרה במשך כ-100 ימים לאחר הגילוי הראשוני, במקום לדעוך.

תצפית הרדיו מצביעה על כך שהסילון שנוצר באירוע איבד במהירות את האנרגיה שלו לטובת יצירת מעטפת סביבו, וזאת בהתאם למודל תיאורטי שפותח על ידי פרופ׳ צבי פירן מהאוניברסיטה העברית, ופרופ׳ אהוד נקר ואורי גוטליב מאוניברסיטת תל אביב. מעטפת זו היא מעטפת רחבה של חומר הנע במהירות רבה, אך נמוכה מהמהירות של הסילון עצמו. "למעשה, הסילון איבד את כל האנרגיה שלו לטובת יצירת המעטפת סביבו, מה שהוביל לכך שהסילון עצמו ככל הנראה חדל מלהתקיים תוך זמן קצר", קובע ד״ר אסף חרש.

תצפיות הרדיו מאירות אם כך באור חדש את המודל לאירוע גלי הכבידה שהתגלה באחרונה, מכיוון שעתה ברור שאירוע זה איננו אירוע דומה למתפרץ קרינת גאמא קצר טיפוסי, ולכן הקשר שהוצע בעבר בין מיזוג של כוכבי ניוטרונים לבין מתפרצי קרינת גאמא קצרים רחוק מלהיות מוכח.

לעומת זאת, ברור לנו עתה מהי קרינת הרדיו הצפויה ממיזוג של כוכבי ניוטרונים, ולכן בעתיד מדענים ברחבי העולם ידעו מה לחפש בכדי למצוא עוד אירועים מסוג זה.

ראו עוד בנושא באתר הידען:

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

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן