חוקרים ישראליים גילו את הכוכבים המתפוצצים העתיקים והרחוקים ביותר ביקום

צוות מדענים מישראל, יפן וארה"ב השתמש בטלסקופ הענק סובארו בהוואי כדי לגלות את המדגם הגדול והרחוק ביותר עד כה של סופרנובות, ממנו הסתבר שקצב התפוצצות הכוכבים לפני 10 מיליארד שנה היה גדול מהצפוי

דוגמה לסופרנובה שהתגלתה בשדה העמוק של הטלסקופ סובארו, בידי חוקרים מישראל, יפן וארה"ב
דוגמה לסופרנובה שהתגלתה בשדה העמוק של הטלסקופ סובארו, בידי חוקרים מישראל, יפן וארה"ב

צוות מדענים מישראל, יפן וארה"ב השתמש בטלסקופ ענק בהוואי כדי לגלות את המדגם הגדול והרחוק ביותר עד כה של סופרנובות, שהן הפיצוצים האדירים המסיימים את חייהם של כוכבים מסוימים. האור מאירועים אלו יצא בדרכו אלינו לפני כעשרה מיליארד שנים, מיליארדי שנים עוד טרם היווצרותו של כדור הארץ. האור, בהגיעו אלינו, מאפשר מבט אל היקום בצעירותו. חברי הצוות השתמשו במדגם הסופרנובות כדי להסיק שפיצוצים אלו היו נפוצים ביקום המוקדם פי חמש מאשר כיום . את המחקר, המתפרסם היום בכתב העת של החברה המלכותית לאסטרונומיה, הובילה קבוצה מאוניברסיטת תל-אביב: הדוקטורנט אור גראור , ד"ר דובי פוזננסקי, ופרופ' דן מעוז. חבר ישראלי נוסף בצוות הוא ד"ר אבישי גל-ים, ממכון ויצמן.

"לסופרנובות חשיבות רבה", מסביר מעוז. "הן בתי החרושת של הטבע ליסודות כבדים: כל היסודות הכימיים בטבלה המחזורית שכבדים יותר מחמצן מיוצרים בתהליכים הגרעיניים המתרחשים בכוכב, טרם ובמהלך הפיצוץ. הפיצוצים גם מפזרים את היסודות הטריים ברחבי החלל, שם הם משמשים חומר גלם לדורות נוספים של כוכבים וכוכבי-לכת. כך, סופרנובות אחראיות להיווצרותם של האטומים שמרכיבים את גופנו, כגון אטומי הסידן שבעצמותינו, או אטומי הברזל שבדמנו." מוסיף גראור:"מידע על תדירות הפיצוצים, לאורך חיי היקום, מלמד כיצד ההרכב הכימי של היקום השתנה עם הזמן, מהשילוב החד-גוני של מימן והליום בלבד, ששרר ביקום מיד לאחר המפץ הגדול, ועד לעושר הכימי שמקיף אותנו כיום."

באסטרונומיה, ככל שצופים למרחקים גדולים יותר, כך רואים חלקים יותר ויותר מוקדמים מהיקום. אך בשל המרחק הרב, האור המגיע אלינו מפיצוץ הסופרנובה הוא גם חלש מאד. כדי להתגבר על מכשול זה, השתמשו החוקרים בטלסקופ "סובארו" היפני (אין קשר למכונית), מן הגדולים והמשוכללים בעולם, הנמצא בגובה 4200 מטר, על פסגת הר געש כבוי. לטלסקופ מראה ראשית עצומה בקוטר 8.2 מטר, בעזרתה ניתן לאסוף את האור המועט מהפיצוצים, והוא ניחן בתמונות חדות במיוחד. כדי לגלות את הסופרנובות , החוקרים כיוונו את הטלסקופ אל פיסת שמיים אחת, הדומה בשטחה לשטח השמיים שמכסה הירח המלא. בכל פעם שצילמו את השדה, הם אפשרו לטלסקופ לאסוף את האור המועט מהסופרנובות במשך כמה לילות רצופים, ובכך יצרו חשיפות ארוכות ועמוקות במיוחד. בכל חשיפה גילו החוקרים כ-40 סופרנובות שהתפוצצו בין 150,000 הגלקסיות שבשדה. בסך הכל, גילה הצוות 150 פיצוצים, ביניהם 12 מהפיצוצים הרחוקים ביותר שנראו עד היום.

מניתוח הנתונים הסיקו חברי הצוות שתדירותן של סוג מסוים של סופרנובות, אלו שמתפוצצות בתהליך היתוך גרעיני, הייתה גבוהה פי חמש ביקום המוקדם, לפני כעשרה מיליארד שנה, מאשר כיום. סופרנובות תרמו-גרעיניות, שנקראות גם סופרנובות מסוג Ia, הן אחד המקורות העיקריים של היסוד ברזל ביקום. כמו כן, אסטרונומים משתמשים בסופרנובות מסוג זה כדי למדוד מרחקים ביקום. בסוף שנות ה-90, הן אפשרו את הגילוי שהתפשטות היקום אינה מאטה, כפי שהניחו עד אז, אלא מאיצה בהשפעת גורם חדש ומסתורי שזכה לכינוי "האנרגיה האפלה".

עם זאת, טבען המדויק של הסופרנובות מסוג Ia עדיין אינו מובן, ובקרב קהילת המחקר מתנהל ויכוח ער על זהותן של המערכות הכוכביות שמתפוצצות. הממצאים החדשים חושפים את טווח הגילאים של הכוכבים שיכולים להתפוצץ כסופרנובה מסוג זה, ובכך מספקים רמזים חשובים לפתרון התעלומה . תוצאות הצוות מתאימות במידה רבה לתרחיש שבו סופרנובה תרמו-גרעינית היא תוצאה של מיזוג שני "ננסים לבנים", ליבותיהם הצפופות של כוכבים עתיקים. על פי תורת היחסות של אינשטין, זוג הננסים קורן "גלי כבידה", דבר המוביל לסחרור אובדני ולהתמזגות, המסתיימת בפיצוץ תרמו-גרעיני –היא הסופרנובה, שהאור שלה אז יוצא למסע ארוך בזמן, בדרכו אלינו.

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

17 תגובות

  1. Amit:

    אני מבין שאתה מניח שאני ביליתי את השבועיים האחרונים מתחת לאיזה סלע במערה באפגניסטן אם אתה מפנה אותי לידיעה הזאת.

    נ.ב. לא כדאי לך לנהל דיון בנושא זה עם יהודה.

  2. ליהודה,

    אם להמשיך את האנלוגיה שלך, כדור הארץ, מאדים, נוגה, והשמש הם ספרים אחדים מני רבים. למרות שהכריכה שונה, אני תמיד יכול לצפות לראות מילים/אותיות משותפות לכל הספרים ולהשתמש בידע שיש לי מהספרים שקראתי על מנת ליצר מערכת חוקים, שפה, כוללת לכל הספרים. ככה מפענחים/פענחו גם כתבים עתיקים.

    לגבי ה G, כל הטיעונים הנ"ל של מסות שמפריעות למדידה מדויקת הם מופרכים, מפני שניתן לקחת אותם בחשבון. ניתן לבצע מספר וריאציות של הניסוי (במקומות שונים, בעומק האדמה, וכו…) כדי לאשר את התוצאות. ואכן, מאז ימי Cavendish הקבוע השתנה בפחות מ-2%.
    נניח שאחד הניסויים היה שגוי, אבל זה לא יתכן שכל הניסויים(בשיטות שונות, ציוד שונה, מקומות שונים, וכו…) שבוצעו מאז גם שגויים. ז"א שהערך חייב להיות נכון.

    שנה טובה 🙂

    נ.ב.
    עדי, עדיין מוקדם לומר בוודאות, אבל מאוד יתכן שניתן לנוע במהירות גבוהה ממהירות האור.
    http://www.nature.com/news/2011/110922/full/news.2011.554.html

  3. "קשה לי להאמין שיכלו לדייק במדידת קבוע הגרביטציה על פני כדור הראץ כשבסביבת המדידה מסתובבים כל מיני מסות ותופעות (בני אדם ציפורים, רעידות אדמה)"

    גלין גלין גלין!
    והזוכה המאושר בפרס הטיעון המפגר של השבוע הוא…. (תופים) סבדרמיש!

  4. שאלת תם:

    (אני חושב ש)הבעיה שלך היא בפירוש שאתה נותן לתנועה שלנו. אכן, שום דבר אינו יכול לנוע מהר ממהירות האור, ואנחנו בטח שנעים הרבה יותר לאט. אלא שמה שחשוב להבין הוא ששום דבר לא יכול לנוע יותר מהר ממהירות האור במרחב. אבל המרחב עצמו מתפשט. דמיין לך נמלה הולכת על בלון שעליו מסומנות 2 נקודות. הבלון הוא היקום והנמלה היא קרן אור שיצאה מנקודה אחת והולכת לנקודה השניה. עכשיו תתחיל לנפח את הבלון במהירות – הנמלה עדיין הולכת בקצב זהה על גבי הבלון, אבל המרחק עצמו בין הנקודות גדל מהר מאוד – אין פה שום סתירה, לנמלה יש מהירות קבועה יחסית לבלון, אבל אין חוק טבע שאוסר עלינו לנפח את הבלון תחת רגליה בכל מהירות שנרצה.

    שתי הערות:
    א. למעשה מה שקרה הוא שרגעים ספורים אחרי המפץ הגדול מישהו ניפח את הבלון שלנו בבת אחת למימדים עצומים וכך נוצרו מרחקים עצומים על פני הבלון, מאז הוא ממשיך להתנפח אבל בקטנה יחסית לשלב ההוא.
    ב. הבלון שלנו ממשיך להתנפח והקצב בו הוא עושה את זה הולך ומאיץ. בעתיד יקרה מצב שבו הוא יתפשט יותר מהר ממהירות האור (הבלון מתנפח מהר יותר ומהר יותר והנקודה הולכת ומתרחקת מהנמלה יותר מהר מהמהירות בה היא הולכת לקראתה), מה שאומר שיהיו נקודות ביקום שהואר מהן לעולם לא יגיע אלינו, וככל שיעבור הזמן נראה פחות ופחות גלקסיות.

  5. מיכאל רוטשילד – תודה על ההתייחסות אך אני מחפש הסבר אינטואיטיבי ( במידת האפשר ) ממישהו שמכיר את הנושא היטב ומסוגל להסבירו בפשטות ( אני מכיר את גרסת ויקיפדיה אך עניין אופק האירועים עדיין לא ממש יושב אצלי חזק ).

  6. לעמית
    אם זה נכון לפעמים בביאולוגיה זה לא אומר שזה יהיה גם נכון בדברים אחרים. אם ראית אלף ספרים מנייר זה לא אומר כלום לגבי הספר הבא שתראה והוא עשוי להיות מחומר אחר (עור, בד?)
    זה שדייקו במדידת קבוע הגרביטציה זה לא אומר שבעבר הוא לא היה שונה.בקיצור, דעתנו שונות.
    וחוץ מזה קשה לי להאמין שיכלו לדייק במדידת קבוע הגרביטציה על פני כדור הראץ כשבסביבת המדידה מסתובבים כל מיני מסות ותופעות (בני אדם ציפורים, רעידות אדמה)
    אבל לא חשוב
    העיקר שתהיה לנו שנה טובה
    סבדרמיש יהודה

  7. יש לי שאלה שמטרידה אותי שנים ומקווה שלמישהו כאן יש תשובה.

    אם האור המגיע אלינו יצא לפני 10 מיליארד שנה , הרי הדרך שעבר היא 10 מיליארד שנות אור.

    איך נוצר כזה מרחק בינינו לבין הסופרנובות האלו , אם המהירות של כולנו היא מהירות תת-אורית בצורה ניכרת , וזאת לאור ההנחה שהמפץ הגדול ממנו כולנו התחלנו היה לפני 15 מיליארד שנה ?

    האם זה מסתדר מבחינת המספרים ?

  8. למרות שאני מסכים שיש מידה של אי וודאות לגבי החוקיות (הרי עד לפני כמה ימים חשבנו שמהירות האור היא הגבול העליון…), עדיין אני לא חושב שהטיעונים שלך מחזיקים.
    לא חסרות דוגמאות של תגליות פרטניות שעברו ג'נרלזציה, בתחומי הביולוגיה למשל נהוג לחקור יצורים עם רמת מורכבות פשוטה ואח"כ להתאים את המודל ליונקים וכו…, למשל מחקרים על גנים שונים.
    במקרים בביולוגיה המודלים עובדים מפני שיש סט של חוקי בסיס שמקשר את הכל (זה מאוד נפוץ גם במתמטיקה ד"א).
    לכן, המודלים שיש לנו על התפתחות היקום (אחרי השנייה הראשונה או באיזור של) הם מדויקים, ויש גם מדידות שמאשרות את המודלים הללו (כמו cosmic background radiation).
    לסיכום, אין פה שום כשל, לדעתי הצנועה.

    לאיש, אני לא חושב שיש Fg קבוע ביקום, לא היום ולא אז, כי כוח הגרביטציה שכוכב/גוף שמיימי חווה הוא פרופורציונאלי לאחד חלקי ריבוע המרחק בין הגופים, והרי הגופים תמיד בתזוזה.
    את G ספציפית ניתן למדוד על כדה"א בדיוק רב, ומכיוון שכוח הכבידה הוא אחד מכוחות היסוד ניתן להסיק מסקנות.לבנות מודל שכולל חלקיקים/ כוכבים שרחוקים שנות אור מארץ.
    אבל, מה שכן משפיע על היקום זה אנרגיה אפלה (dark energy) מפני שהיקום גדל ולא קטן, ז"א שהכוח שהאנרגיה מפעילה גבוה יותר מכוח הכבידה הכולל ביקום (ברמת הכללית ולא האיזורית).

  9. ובנוסף לא לשכוח שהחוקים מוכחים רק בטמפרטורת רקע של היקום העכשיווית, 2.73 מעלות קלווין ולא בטמפרטורות האדירות שהיו קימות אחרי המפץ הגדול.
    סבדרמיש יהודה

  10. איש יקר
    אני מסכים עם דעתך, אבל לא רק.לעניות דעתי
    חוקי הקוסמולוגיה השונים נבדקו רק בשלוש מאות השנים האחרונות והוכחו בודאות רק לגבי מרחקים של לא יותר ממערכת השמש, (אלפית שנת אור), לגבי מסות של מסת שמש אחת (מערכת השמש) או כמה בודדות- לדוגמא כוכבים כפולים.
    להסיק מכאן מסקנות על מיליארדי שנים, מיליארדי שנות אור, ומיליארדי מיליארדים של מסות שמש- בודאות גמורה?….. זה לדעתי הצנועה כשל חמור.
    נכון, אני מכיר את העיקרון הקוסמולוגי אבל, אני חושש שאין בכוחו של "עיקרון" מעין זה , שמבטא יותר מאוויי נפש של מדענים מאשר עיקרון מדע, לשנות משהו בעובדות דלעייל,
    נא להגיב בעדינות
    שנה טובה
    סבדרמיש יהודה

  11. האם יכול להיות שתדירות הסופרנבות בעבר הייתה גדולה בגלל קבוע כבידה G גדול יותר?
    או אולי צפיפות 'כוכבים תורמים' וננסים לבנים הייתה גדולה יותר.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן