ההתפוצצות הקוסמית בין הבהירות ביותר בהסטוריה המתועדת התרחשה בקצה השני של שביל החלב והגיעה אלינו ב-27 בדצמבר וביום שישי האחרון דווח עליה במסיבת עיתונאים מיוחדת במטה נאס”א
תמונה מס' 1: תפיסת אמן של האירוע ב-27 בדצמבר 2004. להבת קרני גאמא התפרצה מ-SGR 1806-20 ופגעה באטמוספירה של כדור הארץ.
לחצו כאן כדי לצפות בסרט
מדענים גילו הבהק אור שהגיע מהקצה השני של הגלקסיה, ואשר היה כה חזק עד כדי כך שחזר מפני הירח והאיר את האטמוספירה העליונה של כדור הארץ.
הבהק האור היה הבהיר ביותר לעומת כל ההבהקים שנתגלו במכשירים המדעיים, והוא נמשך כעשירית שניה. לווינים של נאס”א ולווינים אירופיים גילו את ההבהק ואת תוצאותיו ב-27 בדצמבר 2004. שני צוותי מדענים דיווחו על האירוע במסיבת עיתונאים מיוחדת שהתקיימה ביום שישי, 18/2/2004במטה נאס”א בוושינגטון. מספר רב של מאמרים מתוכננים לפרסום בנושא זה.
המדענים אומרים כי הואר הגיע מלהבת ענק על פני השטח של כוכב נויטרונים אקזוטי – מגנטר. העוצמה הנראית היתה בהירה מהירח המלא ומכל התפוצצויות הכוכבים הידועים בהסטוריה. האור גם היה הבהיר ביותר בטווח האנרגיה של קרני הגאמא, הרבה יותר אנרגטי מהאור הנראה או קרני X והוא לא היה בטווח הראיה של העין האנושית.
ההתפרצות אירעה אמנם בקצה השני של שביל החלב אבל במונחים קוסמיים היא נחשבת קרובה יחסית והדבר מעלה את השאלה האם התפרצות קרני גאמה, אולי אף גדולה יותר פגעה באטמוספירה שלנו וגרמה לאחת מההכחדות המאסיביות הידועות בהסטוריה של כדור הארץ ואשר התרחשה לפני מאות מיליוני שנים.
כמו כן, אם להבות ענק יכולים להיות כה חזקים, אז יתכן שכמה מהתפרצויות קרני הגאמא (שסבורים שהם נובעים מחורים שחורים בהתהוותם) יכולים להיות למעשה תוצרים של התפרצות כוכבי נויטרון בגלקסיות סמוכות.
תמונה 2: תפיסת אמן של המגנטר SGR 1806-20 וקווי השדה המגנטי שלו. לאחר ההבהק הראשון, פעימות קטנות יותר בנתונים מביאות להשערה כי מוצאן בנקודות חמות על פני השטח המסתחררים של המגנטר. הנתונים גם לא מראים שינוי בקצב הסיבוב של המגנטר לאחר ההבזק הראשוני.
לחצו כאן כדי לצפות בסרט
הלווין החדש של נאס”א, סוויפט, ומערך הטלסקופים הגדול מאוד (VLA) של הקרן הלואמית למדעים (NSF) היו שניים מהמצפים הרבים שצפו באירוע שמקורו בכוכב הנויטרונים SGR 1806-20, המרוחק כ-50 אלף שנות אור מכדור הארץ בכיוון מזל קשת.
“זו עשויה להיות הזדמנות לאירוע של פעם בחיים עבור האסטרונומים כמו גם עבור כוכב הנויטרון,” אמר ד”ר דייויד פאלמר מהמעבדות הלאומיות בלוס אלמוס, המדען המוביל במאמר שתיאר את תצפיות סוויפט. “אנחנו יודעים רק על שני להבות ענק ב-35 השנים האחרונות, והאירוע של דצמבר האחרון היה חזק יותר מאות מונים.”
תמונה 3: נתוני רדיו מראים איזור פעיל מאוד סביב SGR1806-20. מערך הטלסקופים הגדול מאוד צפה בפליטת חומר מהמגנטר כשהוא טס החוצה לעבר החלל הבין כוכבי. תצפיות אלה באורכי הגל של הרדיו החלו שבעה ימים לאחר הלהבה ונמשכו כעשרים יום. הם מראים כי SGR1806-20 דועך בספקטרום הרדיו.
Credit: NRAO/CfA/Gaensler & Univ. of Hawaii.
ד”ר בריאן גילזלר (Gaensler ) ממרכז הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה בקיימברידג', מסצ'וסטס, הוא החוקר המוביל בדו”ח שתיאר את תוצאות ה-VLA, שעקבו אחר החומרים מהעצם כשהם הועפו לחלל הבינכוכבי. צוותים מדעיים עיקריים נוספים הם המכונים המפעילים טלסקופי רדיו באוסטרליה, הולנד, בריטניה, הודו וארה”ב כמו גם High Energy Solar Spectroscopic Imager) RHESSI) של נאס”א.
כוכב נויטרונים הוא הגרעין שנשאר מכוכב שהיה פעם מאסיבי פי כמה מהשמש. כאשר כוכב כזה מסיים את הדלק הגרעיני שלו, הוא מתפוצץ באירוע המכונה סופרנובה. הגלעין שנשאר הוא דחוס, מסתחרר במהירות, בעל עוצמה מגנטית גבוהה וקוטרו רק כ-25 קילומטרים. ידועים מיליוני כוכבי נויטרון בגלקסית שביל החלב שלנו.
בתמונה 4: SGR 1806-20 הוא כוכב נויטרונים אולטרה-מגנטי, הקרוי מגנטר, והוא מרוחק 50 אלף שנות אור מכדור הארץ בכיוון מזל קשת.
לחצו כאן כדי לצפות בסרט
Credit: NASA
המדענים גילו עד כה כתריסר כוכבים אולטרה-מגנטיים, המכונים מגנטאר. השדה המגנטי סביב מגנטר הוא בערך אלף טריליון גאוס, חזק מספיק כדי לקרוע את פס הנתונים בכרטיס אשראי אילו היה מתרחש במחצית הדרך לירח. כוכבי ניוטרונים רגילים נמדדים בסדר גודל של טריליון גאוס. השדה המגנטי של כדור הארץ הוא בעוצמה של כחצי גאוס.
ארבעה מהמגטרים, שקרויים גם יצרני קרינת גאמה רכה וחוזרת (soft gamma repeaters) או בקיצור SGR מגלל שהלהבות שלהם מתפרצות באופן אקראי ומשחררות קרני גאמא. אירועים כאלה משחררים הספקים של 10 בחזקת 30 עד 10 בחזקת 35 ואטים בשניות, או אנרגיה החזקה מיליוני פעמים מזו של השמש. למשל עשירים שניה, בהק SGR 1806-20 בהספק של 10 בחזקת 40 ואט. האנרגיה הכוללת שמייצרת השמש שלנו ב-150 אלף שנה.
מדען מאוניברסיטת בן-גוריון צפה לפני כ-3 שנים תופעה של התפרצות הבזק האנרגיה הבהירה ביותר שהתרחשה בעידן המודרני
התופעה המדהימה נצפתה בחלל על ידי מדעני נאס”א ולוויינים אירופיים בשלהי דצמבר 2004
מדען מאוניברסיטת בן-גוריון, פרופ' דוד אייכלר מהמחלקה לפיסיקה, צפה לפני כשלוש שנים כי בחלל עשויה להתרחש תופעה דומה לזו שנצפתה על ידי מדעני סוכנות החלל האמריקאית נאס”א ולוויינים אירופיים ב-27 בדצמבר 2004. במועד זה דיווחו המדענים על הבזק האנרגיה הבהיר ביותר שהתרחש עד כה בעידן המודרני מעבר למערכת השמש.מדובר בהתפרצות אדירה של קרינה עתירת-אנרגיה-המוגדרת כקרינה הבהירה ביותר בתחום קרינת הגמא, שהוא אנרגטי הרבה יותר מהתחום הנראה של הספקטרום ומתחום קרני הרנטגן.
בנוסף לכך נגרם בתווך הבין-כוכבי גל הדף שפלט גלי רדיו, שנוצר על-ידי התפרצות על פניו של כוכב ניוטרונים מוכר לחוקרים בשם SGR 1806-20, הנמצא כ-50,000 שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים סגיטריוס. מדענים גילו בעבר כתריסר כוכבי ניוטרונים כאלה. הם נקראים מגנטארים כיוון שהשדות המגנטיים שלהם הינם בעלי עוצמה חזקה במיוחד.
במאמר שפרסם כבר בשנת 2002, בירחון- Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, בדק אייכלר באופן תיאורטי את האפשרות להתרחשות “גרסה סופר-ענקית של פרצי קרני-הגמא הרכות שנצפו עד כה”. במסקנותיו הוא צפה מראש שהתפרצות כזו תהיה חזקה פי 100 מאלו שנצפו בעבר. פרופ' דוד אייכלר וד”ר יורי ליוברסקי מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב נמנים על שתי קבוצות חוקרים שמאמריהם בנושא זה יפורסמו בגיליון הקרוב של כתב העת המדעי היוקרתי Nature.
ייצוין כי, עוצמת השדה המגנטי סביב מגנטאר היא בסביבות 1,000 טריליון (1015) גאוס – עוצמה שמספיקה לשנות את צורתם של אטומים ולהשפיע אפילו על תכונותיו של החלל הריק. (לשם השוואה, לכוכבי ניוטרונים רגילים שדות בעוצמה של טריליון גאוס “בלבד”. השדה המגנטי של כדור הארץ הוא 0.5 גאוס). ארבעה מהמגנטארים נקראים “מקורות נשנים של קרני-גמא רכות” (soft gamma repeaters, or SGR ) כיוון שהם מתפרצים לעתים ומשחררים קרני-גמא בעלות אנרגיה נמוכה יחסית (“רכות”). מפליא כי האירוע האחרון היה בהיר פי 100 מהבהירה ביותר בין כל פרצי הקרינה האדירים שנצפו קודם לכן. המדענים הזדרזו לחפש הסבר לעוצמת האנרגיה שהשתחררה. “יתכן שזהו 'הבום הגדול' שחיכינו לו”, אומר פרופ' אייכלר. לפני ארבע שנים פרסם אייכלר מאמר בשם: “ממתינים ל'בום הגדול': סוג חדש של התפרצויות ממקורות נשנים של קרני-גמא רכות?”. מאמר זה צופה ומתאר אירועים כגון ההתפרצות של ה- 27 בדצמבר.
“ההנחה מבוססת על העיקרון הידוע היטב ששדות מגנטיים של תווך המסוגל לנוע אינם יציבים”, מסביר אייכלר. “ניתן להבחין בכך כאשר מציבים שני מגנטים קטנים כך שהשדות המגנטיים שלהם מסודרים באותו כיוון. אם המגנטים קרובים זה לזה הם יתהפכו האחד לעומת השני, כך שסך-כל האנרגיה המגנטית תפחת. אם ניישם את אותו עיקרון על כוכבים בעלי מגנטיות חזקה, אפשר לדמיין שחלקים גדולים של הכוכב יסתובבו האחד יחסית לשני, אם עוצמת השדה המגנטי תהיה מספיק גדולה. במקרה כזה, חלק ניכר מסך האנרגיה המגנטית ישתחרר בהתפרצות יחידה (תוך מחיקת חלק גדול מהשדה המגנטי) וכמות גדולה יחסית של אנרגיה תתבזבז על ארגון מחדש של פני הכוכב”. ואכן, השדה המגנטי של הכוכב הראה פרופיל שונה לחלוטין לאחר ההתפרצות מה-27 בדצמבר.
ד”ר בריאן גנסלר מהמרכז לאסטרופיסיקה של אוניברסיטת הרווארד והמכון הסמיתסוני כתב ב-Nature על קרינת גלי הרדיו שנגרמה בשל ההתפרצות, ואשר עקבה אחר החומר שנפלט אל החלל הבין-כוכבי. מדענים מ-20 מוסדות מחקר הצטרפו לתצפיות. “ההתפרצות השנייה בעוצמתה שנצפתה ממקור קרני-גמא רכות הייתה זניחה לעומת ההתפרצות המדהימה של ה-27 בדצמבר”, אומר גנסלר. “אילו זה היה קורה במרחק 10 שנות אור מאיתנו, הייתה נגרמת פגיעה חמורה באטמוספרה שלנו, דבר שהיה מוביל להכחדה המונית. למרבה המזל אין מגנטארים בקרבתנו”.
המחקר הישראלי נתמך על-ידי קרן המדע הדו-לאומית ישראל-ארה”ב, קרן המדע הלאומית, הקרן הישראלית-גרמנית, הקתדרה לפיסיקה תיאורטית על-שם ארנו ומשרד הקליטה.
למאמר באתר נאס”א המכיל כניסות לסרטים נוספים
שתי הרצאות על התפרצויות קרני גאמא בארכיון הוידאו של המועדון האסטרונומי של אוניברסיטת תל אביב
