צוות חוקרים מהטכניון פתר לאחרונה חידה אסטרונומית הקשורה ליצירתם של ננסים לבנים (כוכבי שמש בסוף דרכם) מסוג מיוחד, שעד כה לא היה הסבר לקיומם. המחקר התפרסם בכתב העת המדעי Nature.
"כל היסודות הכבדים ביקום, כמו ברזל ומתכות אחרות, נוצרים בפיצוצי ענק של כוכבי שמש בגדלים שונים בסוף חייהם", מסביר בשיחה עם "ישראל היום", פרופ' חגי פרץ, מהפקולטה לפיזיקה בטכניון, שערך את המחקר בתחום עם ד"ר הילה גלנץ וצוות חוקרים בינלאומי. "מבחינה זו, החקר של כוכבים אלו, שמסיימים את חייהם בפיצוץ ענק של סופר נובה, הוא מאוד חשוב להבנת יצירת החומרים ביקום. אחד מסוגי הפיצוצים האלו מתחולל בעת מפגש בין שני ננסים לבנים. המפגש מוביל להתפוצצות גדולה ולזריקת חומר רב של יסודות כבדים אל החלל".
הבעיה שעמדה בפני החוקרים קשורה לתאוריה שמסבירה כיצד מתחולל פיצוץ גרעיני עצום עקב המפגש של שני הננסים. עד לפרסום המחקר החדש של החוקרים הישראלים, היה נהוג לחשוב ששני הכוכבים מתקרבים זה לזה ואז אחד מהם מעביר לשני מהאטמוספרה שלו גז הליום. המעבר הזה של ההליום גורם לפיצוצים גרעיניים ראשוניים בחלק החיצוני של הכוכב - והפיצוצים האלו הופכים את הכוכב לדחוס מאוד, עד שנוצר פיצוץ ענקי, שמעיף את הננס הלבן השני במהירות עצומה החוצה אל החלל.
הבעיה בגישה זו הייתה בכך שהמהירות בפועל של הננסים הלבנים הקטנים האלו היא מהירה יותר ממה שהמודל צפה. כמו כן, כמות החומר שבהם הייתה קטנה מהכמות שהייתה צריכה להיות לפי המודל וגם רמת האור שהם פלטו הייתה שונה מהחזוי.
"במחקר שהובילה התלמידה שלי, ד"ר הילה גלנץ, התברר שתהליך ההתפוצצות שונה ממה שתפסו קודם. זה לא שננס לבן אחד תורם חלק מהאטמוספרה של ההליום שלו אל הננס השני. מה שקורה הוא תהליך יותר קיצוני. למעשה, שני הכוכבים הכבדים והדחוסים האלו ממש מתחילים להתמזג יחד, עד שחומר מכוכב אחד מתחיל להתפרק ולעבור לכוכב השני. בשלב הזה של ההתמזגות, כשכבר אחד הכוכבים מתחיל להתפרק, מתחולל פיצוץ אדיר שמעיף את שרידי הכוכב האלו אל החלל", מוסיף פרופ' פרץ. "באופן זה, אנחנו מקבלים כוכבים מסוג ננס לבן, אבל כאלו שחלק מהחומר שלהם נלקח מהם. זה כאילו שנגסו בהם. מעבר לנגיסה, המודל החדש מסביר גם את המהירות הגבוהה מאוד, שחורגת מהמודל הראשוני".
"בניגוד לתרחישים שהוצעו בעבר, המודל החדש מסביר לא רק את המהירויות הקיצוניות, אלא גם את הטמפרטורה והבהירות הבלתי רגילות של ננסים לבנים מוכרים כמו J0546 ו-J0927", הוא מוסיף. "הוא גם מספק רמזים חדשים לפיצוצים תרמו-גרעיניים חלשים ויוצאי דופן - פיצוצים חשובים, שמאפשרים למדוד את התפשטות היקום ולהבין כיצד נוצרים היסודות בגלקסיות. הגילוי הזה לא רק עוזר לנו להבין כוכבים היפר־מהירים – הוא פותח חלון לסוגים חדשים של פיצוצים כוכביים".
מה קורה לננסים האלו שנעים כל כך מהר?
"למעשה המהירות שלהם כל כך גבוהה עד שהם יכולים להימלט מכוח המשיכה הגדול של הגלקסיה בה הם נוצרו. המציאות הזו קצת עצובה, כי גורלו של כוכב כזה לנוע בחלל לבדו עד שהאנרגיה שלו נגמרת והוא הופך לעצם מהיר מאוד שנע לבדו בלי ליצור דבר חדש", משיב פרופ' פרץ. "הננסים האלו יכולים לנוע במהירות עצומה גם דרך גלקסיות אחרות וכיוון שבגלקסיות המרחק בין הכוכבים הוא מאוד גדול, אז במהלך החצייה הזאת הם לא ישיגו כלום ולא יזכו להתמזג עם כוכב אחר ולתרום את החומרים של היסודות הכבדים שנוצרו בהם בפיצוץ הראשוני".
המחקר בוצע על ידי חוקרי הטכניון עם אקאש בהאט (אוניברסיטת פוטסדם) וד"ר רודיגר פאקמור (מכון מקס פלאנק לאסטרופיזיקה) ושילב סימולציות עתירות־ביצועים עם מודלים תיאורטיים חדשים. החוקרים השתמשו בסימולציות תלת־ממדיות מתקדמות של מיזוג נדיר בין שני ננסים לבנים מיוחדים המכילים גם הליום וגם פחמן וחמצן. החוקרים מציינים כי "לממצאים יש חשיבות רבה עבור סקרי שמיים עתידיים ונתונים מסקר השמים גאיה שצפויים להתפרסם בשנים הקרובות, שעשויים לגלות עוד 'כדורי תותח כוכביים' חמקמקים הטסים ברחבי הגלקסיה".
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו