שביל הזהב: תצפית טלסקופ החלל האבל מאששת תיאוריה בת חצי יובל של חוקרים ישראלים המסבירה את מקור הזהב והכסף ביקום

בשנת 1989 פרסם פרופ’ צבי פירן מחקר תיאורטי המנבא את תוצאות התנגשות כוכבי ניוטרונים – בין היתר יצירת זהב וחומרים כבדים אחרים. החודש התפרסם בנייצ’ר מחקר החושף תגלית של האבל שאישרה זאת.

במחצית השנייה של המאה העשרים החלו מדענים לפנות לחקר החלל לחשיפת תשובות לשאלות היסודיות ביותר שעמדו בפני האנושות. כיום ניתן לצפות במאורעות בחלל אשר רק לפני זמן קצר אפשר היה רק לדמיין אותן. מדי פעם מתגלות בתצפיות אלה תשובות לחידות מרתקות עם השלכות לנעשה בכדור הארץ. חידה אחת כזאת קשורה למקור הזהב ביקום. החודש התפרסם מאמר ב-NATURE החושף תגלית של לווין האבל בו נצפתה התנגשות של כוכבים דחוסים מאוד הנקראים כוכבי ניוטרונים. תצפית זו בעלת חשיבות רבה לקהילה המדעית ולפרופ’ צבי פירן מהאוניברסיטה העברית בפרט, שכן בשנת 1989 פרסם מחקר תיאורטי המנבא את התוצאות הניסיוניות שהתגלו בהתנגשות.

כוכבי ניוטרונים נוצרים מקריסת כוכבים הנקראת סופרנובה בה נזרקים חומרים רבים לחלל ונשארים במרכז כוכבים דחוסים באנרגיה גבוהה מאוד- ס”מ מעוקב של חומר בכוכב זה שוקל 100 מליון טונות. זוג כוכבים כאלו המסתובבים אחד סביב השני מתקרבים זה לזה עד להתנגשות בה מתמזגים כוכבי הנויטרונים ויוצרים חור שחור. המחקר של פרופ’ פירן עסק בהשלכות של התנגשות זו ולמעשה ענה על שתי תעלומות מדעיות נפרדות ומרתקות.

התעלומה הראשונה הייתה המקור להבזקי קרני גמא חזקים אשר נצפו לראשונה בשלהי שנות הששים של המאה הקודמת. הבזקים אלה מעידים על התפוצצויות אדירות. האנרגיה המשתחררת בהן תוך מספר שניות שקולה לאנרגיה שהשמש שלנו תפלוט במשך כל חייה. פתרון לתעלומה זו חשוב לקידום המרדף המדעי אחר גילוי הקרינה הגרביטציונית שניבא אינשטיין ועד היום לא אושרה נסיונית. לפי התיאוריה של איינשטיין כוכבי הניוטרונים מתקרבים זה לזה תוך פליטה של קרינה גרביטציונית. פרופ’ פירן טען שהתנגשויות כוכבים אלו הן המקור להשתחררות הבזקי קרני הגמא הקצרים המהווה קשר עקיף בין הקרינה הגרביטציונית וקרניים אלו.

התעלומה השנייה המעסיקה מדענים רבים היא מקור היסודות הכבדים בטבע כגון כסף, זהב ואורניום. כבר שנים רבות ידוע כי מקור היסודות הקלים בטבע, ממימן ועד ברזל, הוא הסיטנזה שהכוכבים יוצרים במהלך חייהם עד לסופרנובה. החומרים המתפזרים בחלל יוצרים פלנטות ומערכות שמש, אך מקור היסודות הכבדים נשאר כתעלומה. פרופ’ פירן הראה במחקרו כי התנאים המתהווים בעת התנגשות כוכבי הניוטרונים מתאימים ליצירת חומרים כבדים אלו.

חומרים אלה, הנזרקים לחלל בזמן ההתפוצצות וכוללים את הזהב והכסף שביקום, יפלטו בשבוע שלאחר התנגשות כוכבי הניוטרונים אור אינפרא אדום חלש. בתחילת יוני 2013 זיהה הלוויין סוויפט של נאס”א הבזק קצר של קרינת גאמה. שבוע לאחר מכן זיהה טלסקופ החלל האבל את הפולס האינפרא אדום המצופה. אור אינפרא אדום זה מהווה חתימה תצפיתית לזהב וליסודות כבדים אחרים ונותן אישור מרעיש לתיאוריה בת 24 שנה של החוקרים הישראלים לכך שהבזקי קרינת הגאמה הקצרים נוצרים מהתמזגות כוכבי נויטרונים.

ראו ידיעה נפרדת על התגלית מהצד של החוקרים של הארווארד: הזהב על כדור הארץ נוצר מכוכבי ניוטרון