ניתוח תצפיות מ־2005 עד 2023 מצביע על “סופרנובה כושלת”: קריסת ליבה לחור שחור, פליטת שכבות חיצוניות, יצירת אבק וזוהר תת־אדום שיכול להישאר נראה עוד עשרות שנים
צוות אסטרונומים בינלאומי הצליח לתעד, באופן נדיר ביותר, מקרה שבו כוכב מסיבי הגיע לסוף מחזור חייו מבלי לסיים בפיצוץ סופרנובה מרהיב. במקום זאת, הכוכב דעך ונעלם כמעט לחלוטין מהספקטרום הנראה, תוך שהוא משאיר מאחוריו חתימה קרינתית חלשה בטווח התת-אדום, המתפרשת כעדות לכך שליבת הכוכב קרסה באופן ישיר לחור שחור.
המחקר, שפורסם בכתב העת המדעי Science ביום 12 בפברואר 2026, מהווה את התיעוד התצפיתי המקיף ביותר עד כה של "לידה שקטה" של חור שחור מכוכב מסיבי – תרחיש תיאורטי שנידון בספרות המדעית במשך עשרות שנים, אך כמעט ולא נצפה בפועל עד כה.
פרטי הכוכב והמחקר
הכוכב, המסומן בקטלוג המדעי כ-M31-2014-DS1, ממוקם בגלקסיית אנדרומדה במרחק של כ-2.5 מיליון שנות אור ממערכת השמש. צוות המחקר הובל על ידי ד"ר Kishalay De ממכון פלטירון (Flatiron Institute), חטיבת המחקר של קרן סיימונס (Simons Foundation), ופרסם את ממצאיו בכתב העת Science.
תצפיות: התבהרות בתת-אדום ולאחר מכן דעיכה חדה עד היעלמות כמעט מוחלטת
הצוות המחקרי שילב תצפיות עדכניות עם למעלה מעשור של נתונים ארכיוניים שנאספו בין השנים 2005 ל-2023, ובהם מדידות מפרויקט NEOWISE של סוכנות החלל האמריקנית נאס"א ומטלסקופים נוספים ברחבי העולם.
על פי הנתונים שפורסמו, בשנת 2014 נרשמה התחזקות משמעותית בקרינה התת-אדומה של הכוכב. בהמשך, סביב שנת 2016, הכוכב החל לדעוך במהירות יוצאת דופן – תוך פרק זמן של כשנה בלבד – לרמת בהירות נמוכה בהרבה מהבהירות המקורית שלו. תצפיות שבוצעו בשנים 2022-2023 חשפו תמונה קיצונית עוד יותר: בטווח האור הנראה ובטווח התת-אדום הקרוב, הכוכב "נעלם כמעט לחלוטין", והפך חלש פי עשרת אלפים באורכי גל אלה בהשוואה למצבו הקודם. כיום ניתן לזהות אותו בעיקר בטווח התת-אדום הבינוני, וגם שם בעוצמה קרינתית נמוכה משמעותית לעומת העבר.
מדוע תופעה זו חריגה כל כך?
במקרה טיפוסי של קריסת כוכב מסיבי, החוקרים מצפים לצפות בתופעת סופרנובה – התפרצות אנרגטית עצומה המאירה את הסביבה הקוסמית בעוצמה יוצאת דופן. במקרה הנוכחי, לא זוהתה חתימה ספקטרלית אופיינית של סופרנובה, והדפוס התצפיתי הכולל תואם את התרחיש התיאורטי של "סופרנובה כושלת" (failed supernova): ליבת הכוכב קורסת תחת משקלה העצמי, אולם גל ההלם הנוצר אינו מצליח להעיף החוצה את שכבות המעטפת בעוצמה המספיקה כדי לייצר סופרנובה קלאסית.
התהליך הפיזיקלי: קריסה, הסעה תרמית, היווצרות אבק וקרינה ממושכת
החוקרים מתארים תהליך רב-שלבי ומורכב. בשלב הראשון, כאשר הכוכב המסיבי מגיע לסוף מחזור היתוך הגרעיני בליבתו – כלומר "נגמר לו הדלק" הגרעיני – נשבר האיזון הרגיש בין הלחץ התרמי הפנימי המנסה להחזיק את מבנה הכוכב לבין כוח הכבידה המושך את כל החומר פנימה. כתוצאה מכך, הליבה קורסת על עצמה.
במצבים רבים, קריסת ליבה מייצרת זרם עצום של חלקיקי נייטרינו המסייעים להרמת גל הלם אנרגטי ולהצתת סופרנובה. אולם בתרחישים מסוימים, גל ההלם אינו מספק בעוצמתו, והחומר ממשיך ליפול פנימה עד להיווצרות חור שחור.
כאן מדגישים החוקרים רכיב פיזיקלי מרכזי: תופעת ההסעה (convection) בשכבות המעטפת החיצונית. ההסעה נובעת מהפרשי טמפרטורה גדולים בין אזורים שונים – חומר חם עולה כלפי מעלה וחומר קר יורד, והגזים במעטפת נעים ומתערבלים בתנועות מורכבות.
על פי המודלים התיאורטיים שעליהם נשען המחקר, התנועה התרמית הסוערת הזו גורמת לכך שחלק ניכר מהחומר במעטפת אינו צונח ישירות פנימה לאחר קריסת הליבה, אלא מסתדר למסלולים סיבוביים סביב החור השחור החדש בשל תנע זוויתי. התוצאה היא תהליך האכלה איטי יחסית של החור השחור (accretion), הנמשך שנים רבות.
במקביל לתהליך זה, חלק משכבות המעטפת הכוכבית נפלט כלפי חוץ. כאשר החומר הנפלט מתרחק ממרכז הכוכב ומתקרר, הוא יכול להתעבות ולהיווצר ממנו אבק קוסמי. האבק ממלא שני תפקידים: מצד אחד, הוא מסתיר את האזור החם יותר בחלק הפנימי, ומצד שני, הוא מתחמם עקב קרינה מהאזור הפנימי ופולט קרינה אלקטרומגנטית בטווח התת-אדום. כך נוצרת "ההילה" התת-אדומה הנותרת נראית זמן רב לאחר שהכוכב עצמו כבר כמעט ולא ניתן לזיהוי באורכי גל קצרים יותר.
החוקרים מציינים כי הזוהר התת-אדום הזה צפוי להישאר ניתן למעקב במשך עשרות שנים ברגישות של טלסקופים מתקדמים כגון טלסקוף החלל ג'יימס ווב, מאחר שהוא דועך בקצב איטי יחסית. הצוות גם מספק הערכה כמותית: רק כאחוז אחד מסך המסה של גז המעטפת המקורית הוא זה שמזין בפועל את החור השחור ומחזיק את הקרינה הנצפית כיום, אולם כמות זו מספיקה כדי ליצור "חתימה" תת-אדומה ממושכת וניתנת למדידה.
המשמעות המדעית: "מדגם זהב" להבנת היווצרות חורים שחורים ללא סופרנובה
חורים שחורים הם אובייקטים קוסמיים מוכרים ונחקרים כבר עשרות שנים, אולם רגע ההיווצרות הפיזי שלהם מכוכב – במיוחד במקרים שבהם אין סופרנובה נלווית – כמעט ולא תועד באופן תצפיתי עד כה.
במקרה הנוכחי, לראשונה קיים שילוב של נתונים תצפיתיים ארוכי-טווח, דעיכה חדה ומתועדת היטב, והמשך פליטה תת-אדומה המתיישבת עם מודלים פיזיקליים מפורטים. בנוסף, החוקרים משתמשים במקרה זה כדי לפרש מחדש מועמד מפורסם אחר ל"סופרנובה כושלת", הידוע בשם NGC 6946-BH1, ולחזק את ההשערה שמדובר לא בחריגה חד-פעמית, אלא במשפחה שלמה של אירועים דומים המתרחשים ביקום.
במבט רחב יותר, תופעה זו משפיעה גם על שאלות סטטיסטיות חשובות באסטרונומיה: אם חלק ניכר מהכוכבים המסיביים אינם מתפוצצים כסופרנובה אלא "נעלמים בשקט", הדבר עשוי להסביר פערים סטטיסטיים בין קצב יצירת כוכבים מסיביים לבין מספר הסופרנובות הנצפות. כמו כן, תובנה זו עשויה לשנות את ההערכות המדעיות לגבי כמות החורים השחורים הנוצרים בכל דור של כוכבים ביקום.
עוד בנושא באתר הידען:
