ההתנגשות שתשנה את האסטרונומיה

תעלומה במרחק 800 מיליון שנות אור: אסטרופיזיקאים זיהו אות של גל כבידה (גל גרביטציה) מסתורי ביותר, תצפית שעשויה לכפות על המדענים לשכתב את התיאוריה שלהם על היקום.

מדענים זיהו ב-2015 לראשונה גלי כבידה, שנוצרו על ידי התנגשות של שני חורים שחורים. השבוע הכריזו חוקרים על האיתור הראשון של אות גל כבידה שנוצר מהתנגשות של עצם מסתורי.

איור של גלי הכבידה שנוצרים מהתנגשות שכזו(צילום: N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational P)

אותו עצם קטן יותר מהחור השחור הכי קטן שנראה, וגדול יותר מכוכב הנייטרונים הגדול ביותר שתועד. כוכב נייטרונים הוא כוכב דחוס שעשוי ברובו מנייטרונים. הוא נוצר כתוצאה מקריסה כבידתית של כוכב שבו הסתיימה שרשרת ההיתוך הגרעיני

אף שגם המדענים לא סבורים כי יידעו בדיוק מה קרה, האיתור הזה - הם מקווים - יוביל לתצפיות מסתוריות נוספות. הזיהוי אף עשוי להוביל להבנה כיצד מתרחשת סופרנובה - תופעה שבה כוכב מסיבי מתפוצץ משום שהלחץ שההיתוך הגרעיני יוצר בו כלפי חוץ אינו מספיק כדי לאזן את כוח הכבידה העצמי החזק שלו כלפי פנים.

מדענים זיהו את הציוץ (chirp) - אות שבו התדירות משתנה בזמן - ב-14 באוגוסט 2019. הם הסתקרנו עוד יותר כשהניתוח הראשוני הראה שההתנגשות עשויה הייתה לאחד בין חור שחור לכוכב נייטרונים. להתנגשות של שני עצמים כאלה חיכו המדענים זמן רב, כי עד כה הם זיהו רק התנגשויות של זוגות תואמים.

איור של התנגשות בין שני חורים שחורים(צילום: N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational P)

אבל חקירה נוספת של הנתונים על ידי אסטרופיזיקאים העלתה כי מדובר במשהו מסתורי עוד יותר. לפי הנתונים, מסתו של אחד העצמים הייתה פי 23 מזו של השמש - זהו חור שחור. המסה של השני – פי 2.6 משל השמש. ומהו? לא ברור. גודל זה נמצא במה שהמדענים מגדירים כ"פער המסה" – קטן יותר משמעותית מהחור השחור הכי קטן שנחקר עד כה (פי 5 מהשמש), וגדול יותר מכל כוכב ניוטרון שתועד (הכי גדול עד כה – פי 2.5 מהשמש).

"זה אירוע מדהים, זה באמת ישנה את ההבנה שלנו לגבי היווצרות חורים שחורים וכוכבי נייטרונים", אמר כריסטוף ברי, אסטרונום המתמחה בגלי כבידה שהיה אחד מכותבי המחקר. "זה יישאר בגדר מסתורין עד שנצליח להשיג תצפיות נוספות, אבל זה לא אומר שזה לא אינפורמטיבי".

"אנחנו בטוחים מאוד בתוצאות, זה באמת אות יפהפה", הוסיף לאתר "ספייס" על ההתנגשות שאירעה במרחק 080 מיליון שנות אור מכדור הארץ. "זה ציוץ נפלא ונקי אם מסתכלים על הנתונים. לא האמנתי כשראיתי את זה בפעם הראשונה".

"תיאוריה לגבי שילוב של חורים שחורים וכוכבי נייטרונים הועלתה כבר לפני עשורים, אבל העצם הזה שנמצא בפער המסות הוא הפתעה מוחלטת", אמרה האסטרופיזיקאית ויקי קלוגרה, מכותבי המחקר. "אף שאנחנו לא יכולים לסווג אותו, בכל מקרה הוא שובר שיא – כוכב הנייטרונים הגול ביותר או החור השחור הקטן ביותר".