מה הפריע לסעודה של חור שחור ענק?

חוקרים זיהו כוכב שהתקרב יותר מדי ל”שולחן הסעודה” ונבלע גם הוא

במרכזה של גלקסיה רחוקה, במרחק 300 מיליון שנות אור מכדור הארץ, נצפה חור שחור ענק במהלך סעודה שגרתית. הוא החל לבלוע גז מתוך דיסקה ענקית שמקיפה אותו, כמו מים סביב פתח ניקוז. בזמן שהגז נמשך אל תוך החור השחור, הוא מתחמם ופולט קרינה מהתחום הנראה ועד תחום הרנטגן, שנראית בבירור על ידי החוקרים שנמצאים כאן, בקצה הטלסקופ.

ברוב המערכות מסוג זה, לא נדיר שעוצמת הקרינה תגדל או תקטן אפילו פי 10, זאת בגלל השינויים בקצב בליעת החומר על ידי החור השחור. אבל צוות מחקר בהובלת ד״ר בני טרכנטברוט וד״ר יאיר הרכבי, שניהם מהחוג לאסטרופיזיקה באוניברסיטת תל אביב, זיהה שינוי מוזר בהתנהגות החור השחור המכונה 1ES 1927+654. הם זיהו הפרעה בתהליך בליעת החומר של החור השחור. יתכן שכוכב שהתקרב יותר מדי ל״שולחן הסעודה״ גרם להפרעה, ונבלע גם הוא.

התנהגות יוצאת דופן

סקר השמיים ASAS-SN מדד עלייה פי 50 בעוצמת הקרינה בתחום הנראה, שהגיעה מסביבת החור השחור. תצפיות שנערכו על ידי החוקרים באמצעות רשת הטלסקופים הרובוטית Las Cumbres, הראו שינויים מהירים בצורת הקרינה ובמקור שלה.

כמה שבועות לאחר מכן, כיוון הצוות את טלסקופי החלל Swift ,NuSTAR ו-NICER של נאס״א, ואת XMM-Newton של סוכנות החלל האירופית אל עבר החור השחור. החוקרים הבחינו בירידה פי 10,000 בעוצמת קרינת הרנטגן מסביבת החור. ״מעולם לא ראינו חור שחור מתנהג ככה״, אומר ד״ר טרכטנברוט. ״בדרך כלל, עוצמת הקרינה מהסביבה של חור שחור קשורה ישירות בקצב שבו הוא סופח חומר. לכן העלייה החדה בקרינה בתחום הנראה אמרה לנו שקצב הספיחה גובר, אך מצד השני, הירידה בקרינת הרנטגן אותתה לנו שקצב הספיחה דווקא יורד״.

עבר את גבול הטעם הטוב

״זה היה כל כך משונה, שבהתחלה חשבנו שאולי יש משהו לא בסדר עם הנתונים״, מספר ד”ר קלאודיו ריצ׳י, מאוניברסיטת דיאגו פורטלס בסנטיאגו, צ׳ילה, שמוביל כעת מחקר המשך על החור השחור. במחקר זה, צוות החוקרים בודק את האפשרות שכוכב סורר התקרב יותר מדי לחור השחור, והתפרק בעקבות כוחות הכבידה החזקים השוררים שם. בתרחיש כזה, שאריות הכוכב עשויות להתרסק על דיסקת החומר שהייתה שם קודם, לחמם אותה (וכך להגביר את עוצמת הקרינה בתחום הנראה), ולפזר חלק ממנה (וכך להפחית את קרינת הרנטגן). ״ראינו כבר כמה פעמים חורים שחורים מפרקים כוכב שמתקרב אליהם יותר מדי, אבל מעולם לא ראינו את זה קורה ליד חור שחור שכבר הייתה סביבו דיסקה של חומר, ואת ההתנגשות שנוצרת כתוצאה מכך״, אומר ד״ר הרכבי.

כמעט כל גלקסיה מכילה במרכזה חור שחור סופר-מאסיבי. חור שחור כזה יכול להגיע למסה של מיליון או אפילו מיליארד פעמים מסת השמש, אבל עדיין לא לחלוטין ברור למדענים איך הם גדלים למסות העצומות האלו. אחת האפשרויות היא שהחורים השחורים עושים זאת על ידי ספיחה רציפה של חומר שמסתובב סביבם. לאחרונה החלה להיחקר האפשרות שאולי בליעה מואצת של כוכבים יכולה לספק כמות גדולה מספיק של חומר לחור השחור. האירוע הנוכחי במערכת 1ES 1927+654 מספק הצצה ראשונה לשילוב של שני התהליכים.

אף על פי שכוכב סורר נראה כאשם המרכזי בהתרחשות, החוקרים מציינים שאולי זה לא כל הסיפור. אחת התעלומות הקשורות באירוע היא שהיחלשות קרינת הרנטגן לא התרחשה באופן “חלק”. טלסקופ החלל NICER, המוצב בתחנת החלל הבינלאומית, זיהה עליות וירידות דרמטיות בקרינת הרנטגן, לפעמים פי 100 תוך כמה שעות. שינויים מהירים כל כך, שמתרחשים לאורך כל תהליך היחלשות הקרינה על פני כמה חודשים, מעולם לא נצפו קודם לכן. ״יש עדיין הרבה חידות בנתונים״, אומר ד”ר ריצ׳י, ״אבל זה מרגש, כי זה אומר שאנחנו לומדים משהו חדש על היקום״.

למאמר המדעי

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab91a1

עוד בנושא באתר הידען:

• אור חדש על חורים שחורים
• “אפר כוכבים” בן 10 מיליארד שנה
• מדענים אישרו קיום החור השחור בלב “שביל החלב”