חוקר ישראלי גילה סופרנובה יוצאת דופן

מקורה ככל הנראה התפוצצות קוסמית מסוג חדש – צירוף מקרים נדיר בו כוכבים כפולים מפריעים זה להתפתחותו של זה

במאמר שמתפרסם במהדורת האקספרס של כתב העת Science ביום חמישי, 5 בנובמבר, מדווחת קבוצת חוקרים בראשות ד”ר דובי פוזננסקי מאוניברסיטת ברקלי בקליפורניה, על הסופרנובה בשם 2002bj וכי נדמה שמדובר בסוג חדש של פיצוץ.

“מעולם לא ראינו סופרנובה מהירה כל כך” אומר פוזננסקי, פוסט-דוקטורנט בברקלי ובוגר החוג לאסטרופיזיקה באוניברסיטת תל אביב, “תוך שלושה שבועות היא פשוט נעלמה, מהירה פי כמה מכל סופרנובה שאי פעם ראינו.”

עם זאת הסופרנובה לא הייתה בהירה במיוחד, וחתימתה הספקטראלית ייחודית מאוד. “הליום, פחמן, גופרית, אולי ונדיום – יסוד נדיר שמעולם לא זיהינו בסופרנובה, הכל מצביע על פיצוץ תרמו-גרעיני של הליום.”

בשיחה עם אתר הידען, אומר פוזננסקי כי הסיבה לנדירותן של סופרנובות אלה הוא כי לא כל כוכב יכול לפתח סופרנובה מסוג Ia”.” (נקודה 1 ו-a), אלא רק כוכבים הנמצאים במערכת כפולה, ובנסיבות ייחודיות. “כל כוכב צורך מימן ושורף אחר כך את ההליום ויסודות יותר כבדים, אבל כוכבים רגילים, שיגיעו להיות ננסים לבנים בדרך כלל היו ננסים לבנים שעשויים מפחמן וחמצן. רק במערכות בינאריות שבהם הכוכבים מפריעים לאבולוציה אחד של השני, יכול להיווצר ננס לבן של הליום. וגם זאת, רק אם המרחק ביניהם וקצב הספיחה של החומר מתאימים, יכולים להיווצר התנאים המתאימים לסופרנובה “Ia.”

“סופרנובות מסוג זה הן גם מאוד מהירות. לא הרבה סקרים העוקבים אחר עצמים משתנים, מחפשים תופעות המופיעים ונעלמות כל כך מהר. זה בעצם תחום חדש שטכנולוגית היה קשה לבצע אותו. הסקר שבארכיוניו גילטינו את התופעה הזה מצא 800 סופרנובות על פני 10 שנים, ורק אחת היתה כזו. אם הסקר היה נעשה באמצעות טלסקופים מודרניים יותר מהסוג ש שאנחנו בונים היום יכולנו למצוא הרבה יותר סופרנובות מסוג זה.” מסביר פוזננסקי.

“ההבדלים התצפיתיים בין 2002bj לסופרנובות “רגילות” אינם דרמטיים אך הם חד משמעיים” כך אומר פרופ' דן מעוז, ראש החוג לאסטרופיזיקה באוניברסיטת תל אביב.
פרופ' אלכסיי פיליפנקו מברקלי, מבכירי החוקרים בתחום הסופרנובות ושותף למחקר מבהיר: “ישנם שני סוגים בסיסיים של סופרנובות: Ia שמקורן בפיצוץ מלא של כוכב מסוג ננס לבן, וסופרנובות קריסת ליבה שבהן כוכב מאסיבי מכלה את הדלק הגרעיני שלו וקורס בהשפעת הכבידה העצמית שלו. 2002bj איננה מתאימה לאף אחד מן התסריטים הללו.”

ננס לבן הוא כוכב הנוצר בסוף חייו של כוכב רגיל (כמו השמש למשל). כוכבים אלו קטנים ודחוסים מאוד. אם מסתו של ננס לבן גדלה מעבר לגבול מסוים (למשל ע”י ספיחת חומר מכוכב קרוב) הוא עשוי להתפוצץ – זוהי סופרנובה Ia. שאר סוגי הסופרנובות מתרחשים כאשר כוכבים כבדים מהשמש בהרבה (פי-8 לפחות) קורסים כבידתית בסוף חייהם.

הסופרנובה 2002bj התגלתה ב-2002 וסווגה בטעות כסופרנובה רגילה מסוג II. בעודו בוחן נתונים של סופרנובות מסוג זה לצורך מדידת ההאצה של היקום, מצא פוזננסקי את 2002bj ונדהם מייחודיותה. הסופרנובה התבהרה תוך פחות משבוע אך דעכה בשלושת השבועות שלאחר מכן. בהשוואת ספקטרום (מעין חותמת כימית; אינדיקציה לחומרים והתנאים בעצם הנצפה) של 2002bj מהטלסקופ Keck לכ-1,400 סופרנובות אחרות לא נמצא לה כל אח ורע.

חיפוש בספרות האסטרונומית העלה הסבר אפשרי. במחקר שהתפרסם לפני כשנתיים העלו פרופ' לארס בילדסטן מאוניברסיטת סנטה ברברה, קליפורניה, ושותפיו השערה על פיה צמד ננסים לבנים במערך מסוים הנקרא AM-CVn על שם הכוכב הראשון מסוג זה שנתגלה, עשויים לייצר סופרנובה “מוקטנת”. בכוכבים אלה, הליום זורם מהננס הלבן הקטן מבין השניים לעבר בן זוגו. כאשר נאסף די הליום על שפת הכוכב, נוצרים תנאי הלחץ והטמפטורה הנחוצים להיתוך ההליום בתוך זמן קצר. הפיצוץ הזה צפוי להיראות כסופרנובה מהירה מאוד, אך חיוורת מסופרנובה Iaרגילה.

באופן חצי היתולי נקראו סופרנובות אלו “.Ia” (נקודה אחד A) מכיוון שמדובר בכעשירית מהבהירות ובכעשירית מהזמן של סופרנובה Ia. “אחד הרמזים הוא שעל פי החישובים בסופרנובות “.Ia” יכול להיווצר כרומיום שדועך לונדיום ואחר כך לטיטניום” אומר פוזננסקי, “זה כמעט מסתדר טוב מדי עם התצפיות שלנו.”

פרופ' דן מעוז מוסיף: “מזה כמה שנים מספר קבוצות חוקרים מחפשות סופרנובות מסוג “.Ia” ודומותיה, משעשע שדובי מצא את הדוגמה הכי משכנעת דווקא בנתונים מלפני שבע שנים.”
פרופ' בילדסטן מאוד נרגש: “השמיים הם הגבול, ולכן בדרך כלל תצפיתנים מקדימים את התיאוריה, משום כך אני מאוד גאה במחקר ובתחזיות שלנו. למרות שהתצפיות נערכו בשנת 2002 נדרש מבטו הבוחן של פוזננסקי על מנת לזהות את חשיבות הנתונים והתגלית.”

בהמשך שיחתו עם אתר הידען מספר פוזננסקי כי בימים אלה מתבצע סקר חדש ורלוונטי Palomar Transient Factory בית חרושת לכוכבים משתנים של מצפה פלומר. מצפה זה שייך למכון הטכנולוגי של קליפורניה, ופוזננסקי שותף בו ביחד עם רבים מהשותפים לכתיבת המאמר. הסקר מתבצע באמצעות מצלמת CCD גדולה הסורקת נרחבים מהשמים בכל לילה. מצלמה זו מחוברת לטלסקופ קטן יחסית – בקוטר מטר וחצי במצפה פלומר. “הטלסקופ לא גדול אבל המצלמה היא עצומה והצירוף הזה מאפשר לסרוק חלקים גדולים מהשמים בכל לילה. הסקר החל לפני כחצי שנה והוא מתוכנן לפעול לפחות שלוש שנים.