פיצוץ אדיר שהתרחש בעומק החלל בשנת 2018 הציב בפני אסטרונומים תעלומה שעדיין לא נפתרה. התופעה, שהתגלתה במרחק 200 מיליון שנות אור מכדור הארץ, זוהתה כהתפרצות אור חזקה שהבהיקה בעוצמה גדולה פי 100 מסופרנובה רגילה (התפוצצות כוכב בסוף חייו), ודעכה תוך ימים ספורים במקום שבועות או חודשים כמקובל באירועים דומים.
האירוע שקיבל את הסימון המדעי AT2018cow, ובהמשך את הכינוי החביב "הפרה" (The Cow), היה רק הראשון בסדרה של כתריסר אירועים דומים שהתגלו מאז. חוקרים כינו תופעות אלו בשם המדעי "אירועים אופטיים כחולים מהירים וזוהרים" (Luminous Fast Blue Optical Transients או בקיצור LFBots), והם מהווים אתגר משמעותי לידע הקיים בתחום האסטרופיזיקה.
"אלו תופעות בעלות זוהר יוצא דופן", מסבירה ד"ר אנה הו מאוניברסיטת קורנל בשיחה עם ה-BBC. "הטמפרטורה שלהן מגיעה לכ-40 אלף מעלות צלזיוס, מה שמעניק להן את הגוון הכחול האופייני". לדבריה, האות L בשם המדעי LFBot מציינת את הזוהר (Luminous), בעוד שהאותיות OT מציינות את העובדה שהתופעה נראית בספקטרום האור הנראה (Optical) ושהיא חולפת במהירות (Transient).
מפגש בין כוכבים לחורים שחורים מיוחדים?
לאחר גילוי "הפרה", האסטרונומים איתרו תופעות דומות נוספות שזכו אף הן לכינויים מעולם החי, בהתאם לאותיות הסימון שלהן. בין אלה ניתן למצוא את "הקואלה" (2018), "הגמל" (2020), "השד הטסמני" (2022) ו"הפרוש" (Finch) או ה"עופר" (Fawn) (2023).
בתחילה, ההשערה המקובלת הייתה שמדובר בסופרנובות שנכשלו – כוכבים שהחלו בתהליך התפוצצות אך קרסו פנימה במקום להשלים אותו. אולם בשנים האחרונות מתגבשת תיאוריה מרתקת אחרת, שעשויה לספק הסבר לתעלומה ובמקביל לפתור אחת החידות הגדולות בתחום האסטרופיזיקה.
"התחושה בקהילה המדעית נוטה כיום לכיוון של חורים שחורים בעלי מסה בינונית", מספר פרופ' דניאל פרלי מאוניברסיטת ליברפול ג'ון מורס בשיחה עם ה-BBC. לפי התיאוריה החדשה, התפוצצויות אלו מתרחשות כאשר כוכבים מתקרבים מדי לחורים שחורים מסוג נדיר – אלה שגודלם בין החורים השחורים הקטנים ביותר לבין הגדולים ביותר, עם מסה של פי 100 עד 100,000 פעמים ממסת השמש.
אם תיאוריה זו תוכח כנכונה, היא תספק לראשונה ראיה ממשית לקיומם של חורים שחורים בעלי מסה בינונית, שלב ביניים חמקמק בהתפתחות בין חורים שחורים קטנים לענקיים. ממצא כזה עשוי גם לשפוך אור על אחת התעלומות הגדולות של היקום – החומר האפל.
במחקר שפורסם בספטמבר 2024, צוות חוקרים בראשות ז'נג צ'או מהמכון ההולנדי למחקר החלל בחן מחדש את הנתונים שנאספו מ"הפרה". באמצעות תצפיות רנטגן, הם זיהו מבנה דמוי דיסק סביב מוקד ההתפוצצות. לאחר יצירת מודל ממוחשב, הגיעו למסקנה שהדיסק תואם לשרידי כוכב שנבלע על ידי חור שחור בעל מסה בינונית, בסדר גודל של פי 100 עד 100,000 ממסת השמש.
"אני משוכנע שהמחקר שלנו מספק תמיכה משמעותית לתיאוריית החורים השחורים בעלי המסה הבינונית כהסבר לתופעת AT2018cow ודומותיה", אמר צ'או ל-BBC.
תיאוריה חלופית: כוכבים ענקיים נקרעים לגזרים
עם זאת, קיימת גם תיאוריה חלופית, אותה מקדם בין היתר ד"ר בריאן מצגר, אסטרופיזיקאי תיאורטי מאוניברסיטת קולומביה. לפי השערה זו, מדובר בכוכבים ענקיים מסוג וולף-ראייה (כוכבים חמים במיוחד ועשירים בהליום שפולטים זרמי גז חזקים) שנקרעים לגזרים על ידי חורים שחורים קטנים בהרבה, רק פי 10 עד 100 ממסת השמש. במקרה זה, כוח הכבידה העצום של החור השחור מושך חלקים שונים של הכוכב בעוצמות שונות, מותח אותו ובסופו של דבר קורע אותו לחתיכות.
כדי להכריע בין התיאוריות, החוקרים זקוקים למספר גדול בהרבה של תצפיות. "הבעיה היא שאירועים אלה נדירים מאוד", מציין פרלי, ומעריך כי איסוף נתונים על כ-100 מקרים שכאלה יאפשר התקדמות משמעותית בפענוח התעלומה.
תקווה ישראלית מתנוצצת באופק: בשנה הבאה אמור להיות משוגר לחלל לוויין ULTRASAT (Ultraviolet Transient Astronomy Satellite), פרויקט חלל ישראלי שנועד לצפות בתופעות אסטרונומיות חולפות בקרינת אולטרה-סגול ויכול לסייע במציאת מקרים נוספים של התופעה. הלוויין, המצויד בשדה ראייה רחב במיוחד – שטח שמים השווה לכ-1,000 ירחים מלאים – עשוי לזהות מספר גדול של אירועי LFBots ולקדם משמעותית את המחקר בתחום.
במקביל, חוקרים מנסים לרתום לטובת המחקר את הטלסקופים המתקדמים ביותר, כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב. "טלסקופ ווב יהיה אידיאלי למשימה כזו", טוען מצגר, אולם הוא מוסיף כי הקצאת זמן צפייה בטלסקופ היוקרתי למשימה זו הוכחה כאתגר לא פשוט.
בינתיים, התפוצצויות החלל המסתוריות ממשיכות להפתיע את הקהילה המדעית. "כשהתחלתי לחקור את התופעה, חשבתי שמדובר בסך הכל בפרויקט חד-פעמי מעניין", מודה פרלי. "אבל התברר שמדובר בסוג תופעה ייחודי לגמרי, שהופך למרתק יותר ויותר ככל שאנו לומדים עליו".
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו