הסוד האפל של הכוכבים המתים

אסטרונומים צפו לראשונה בכוכבים קדומים שייתכן כי קיומם מסביר חלק מ"החומר האפל" ביקום

סוכנויות הידיעות

איור

אסטרונומים בוואשינגטון צפו לראשונה בעשרות כוכבים אפלים-החוקרים כינו אותם "כוכבים "מתים" – בקצה גלקסיית שביל החלב. גילוי זה עשוי לסייע בפתרונה של אחת מהתעלומות הגדולות ביותר בקוסמולוגיה: חידת "החומר האפל". בשם זה מכנים החוקרים חומר שהם מזהים לפי השפעת כוח הכבידה שהוא מפעיל על גופים אחרים, אך לא ניתן לראותו מכיוון שהוא אינו פולט אור.

הגילוי הישיר הראשון של עשרות הכוכבים "המתים" יכול להסביר לפחות חלק מהחומר האפל. מדענים עצמאיים כינו את הגילוי הזה "מלהיב ורב-חשיבות", והוסיפו שייתכן כי הדבר יזעזע את התיאוריות העכשוויות המסבירות כיצד נוצרו הכוכבים והגלקסיות ביקום המוקדם.


38 ננסים חדשים

צוות החוקרים הבינלאומי שבסיסו בוואשינגטון הודיע ביום חמישי שמצא בגלקסיית שביל החלב 38 עצמים שטרם נראו קודם לכן, הידועים  כ"ננסים לבנים". כל אחד מהם הוא האפר הדחוס של כוכב דמוי-שמש גוסס,שקרס לגודל הדומה לזה של כדור הארץ. החוקרים העריכו שעצמים כאלה מהווים %3 לכל הפחות, ו-%35 לכל היותר, מהחומר האפל.

הכוכבים "המתים" נמצאו בטווח של כ-450 שנות אור מכדור הארץ, ב"הילה" הכדורית של כוכבים וחומר אפל העוטפת את גלקסיית שביל החלב (מרבית הכוכבים הבהירים והנראים מרוכזים בדיסקה שטוחה). נראה שהכוכבים "המתים" הם שרידים עתיקים ביותר מימי ינקותה של הגלקסיה, לפני 10 מיליארד עד 13 מיליארד שנה.

"מצאנו אוכלוסיה שלא היתה ידועה קודם לכן של כוכבים בהילה הגלקטית המייצגת שבריר מהחומר האפל הרגיל בגלקסיה", אמר בן אופנהיימר מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי, הכותב הראשי של המאמר שפורסם בכתב העת ""Science ביום שישי שעבר. הממצא, אמר אופנהיימר, "מעלה הרבה שאלות הנוגעות להבנתנו את ההיסטוריה של היווצרות הכוכבים בגלקסיה שלנו ואת התהליכים שנמצאים בבסיסה של התהוות הכוכבים". כריס אימפיי מאוניברסיטת אריזונה, תיאורטיקן ותצפיתן שאינו חבר בצוות החוקרים של אופנהיימר, אמר: "הכוכבים שהם מצאו יכולים בקלות להתחרות בכל הכוכבים הנראים בדיסקה של הגלקסיה".

"חלזוניות" ו-MACHO ההשערה בדבר קיומו של החומר האפל עלתה לראשונה בשנות ה-.30 תורת הכבידה העולמית של ניוטון קובעת כי מהירות הסיבוב של כוכבים סביב מרכז הגלקסיה תלויה במרחקם ממרכז הגלקסיה ובמסת הגלקסיה. כאשר בדקו החוקרים את מהירויות הסיבוב של כוכבים וענני גז הרחוקים ממרכזי גלקסיות המכונות "חלזוניות" (בשל צורתן), נמצא כי מהירות הסיבוב שנמדדה גדולה בהרבה מכפי שציפו. מכאן הסיקו החוקרים שמסת הגלקסיה גבוהה בהרבה מכפי שהעריכו על סמך האור המגיע מהכוכבים-כלומר, שהיא מכילה חומר נוסף שאינו נראה לעין. אסטרונומים ניסו לבטל בתחילה את הרעיון, אך הראיות הפכו בסופו של דבר למכריעות, ועל פיהן כ-%95 מהמסה ביקום נסתרת מהעין בדרך זו או אחרת.

מהו אותו חומר אפל? ישנם חוקרים הטוענים כי שהחומר האפל מורכב מחלקיקים שונים מאלה שמהם מורכב החומר המוכר לנו מחיי היום-יום (פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים-"החומר שהוא אנחנו", כפי שניסח זאת אופנהיימר). הטענה היא כי לחלקיקים אלה אין מטען חשמלי ושהכוח האלקטרו-מגנטי אינו חל עליהם. מכך נגזר שהם אינם יכולים לפלוט קרינה אלקטרו-מגנטית כלשהי: לא אור, לא גלי רדיו, לא קרינת רנטגן. מאחר שמכשירי התצפית הקיימים כיום קולטים קרינה אלקטרו-מגנטית, חומר זה יהיה לגבינו "אפל".

תשובה שנייה לשאלה מהו החומר האפל היא שמדובר בחומר "רגיל", שרובו גז מימן, ומדענים חזו שהמרכיב ה"רגיל" הזה יתגלה בסופו של דבר כמשהו הדומה לכוכבים "מתים"-ננסים חומים ולבנים. מכיוון שאי אפשר לצפות בננסים ישירות, הציעו החוקרים לאתרם באמצעות השפעתם על האור המגיע מכוכבים רחוקים. תורת היחסות הכללית מלמדת כי גופים כבדים מעקמים את המרחב ולכן מסיטים את מסלולן של קרני האור המתפשטות במרחב. השפעה זו דומה להשפעתה של עדשה אופטית-זכוכית מגדלת, למשל-המשנה את מסלול קרני האור על ידי שבירתן. בשל כך מכונה ההשפעה של גופים כבדים על קרני האור "עידוש כבידתי".

המאמצים האינטנסיוויים להשיג ראיה ישירה של כוכבים "מתים" לא נשאו פרי, אבל הפרויקט בינלאומי שזכה לשם MACHO גילה במשך שש שנים מאות מקרים של "עידוש כבידתי" בגלקסיית שביל החלב, המעיד על הימצאותם של ננסים. נראה היה שלעצמים אלה יש בערך המסה של ננסים לבנים. עם זאת, משום שאיש לא ראה אותם, הסוגיה נותרה שנויה במחלוקת.

ייתכן שהממצאים החדשים של אופנהיימר וצוותו יפתרו את המחלוקת. ננסים לבנים התגלו קודם לכן, אך לא במקום או במספרים שהיו הופכים אותם מועמדים להסביר את המסה הנעדרת. כדי למצוא את אוכלוסיית הננסים הלבנים, חיפשה קבוצתו של אופנהיימר כוכבים קרים ביותר (כלומר, שהטמפרטורה בהם היא 4,000 מעלות צלסיוס; הטמפרטורה במרכזה של השמש, לשם השוואה, היא 15 מיליון מעלות). ללא בעירה תרמו-גרעינית, הקרינה היחידה של הננסים מקורה בדליפה האטית של החום המועט שעדיין נותר בהם. המדענים מעריכים שהיו צריכות לעבור 10 עד 13 מיליארד שנה כדי שהננסים שהתגלו יתקררו ויתעמעמו עד כדי כך.

כדי לקבוע כמה עצמים כאלה עשויים להתקיים בהילת שביל החלב, ניתח נייג'ל המבלי מאוניברסיטת אדינבורו צילומים דיגיטליים של שמי החלק הדרומי של כדור הארץ, שצולמו ב-30 השנים האחרונות. מאזור השווה בגודלו ל-%10 מהשמים, הוא בחר עשרות עצמים שנראו כמו ננסים לבנים. באוקטובר השתמש צוות החוקרים בטלסקופ באורך 4 מטרים בקרו טולולו שבצ'ילה כדי לעמוד על טיבם של העצמים באמצעות ניתוח האור הנפלט מהם.

ממצאים אלה "הם הראיה התצפיתית הטובה ביותר לנכונותו של הרעיון שישנם יותר ננסים לבנים עתיקים בהילה הגלקטית מכפי שצפו", כך אמר בוהדן פקצינסקי מאוניברסיטת פרינסטון, בעצמו אחד החוקרים הספקנים. למעשה, ישנם בערך פי 20 ננסים מכפי שהיה צפוי.

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