תעלומה אסטרונומית בת חצי מאה הגיעה לסיומה הרשמי: מדענים הצליחו לראשונה לזהות עדות ישירה ל"רוחות חור שחור" העוזבות את סביבתו של Sagittarius A* (Sgr A*), החור השחור הסופר-מסיבי השוכן בליבה של גלקסיית שביל החלב. הגילוי ההיסטורי פורסם בכתב העת המדעי The Astrophysical Journal Letters.
מדענים שיערו מזה זמן רב כי חורים שחורים מייצרים אנרגיה עצומה בזמן שהם בולעים חומר, אנרגיה שדוחפת חלק מהגז והאבק החוצה מסביבתם במהירות הקרובה למהירות האור - תופעה המכונה רוחות חור שחור. אולם, המרדף אחר הוכחות לקיומן של רוחות אלו בגלקסיה שלנו נתקל שוב ושוב בקשיים, בעיקר בשל "דיאטת הרעב" הקיצונית של Sgr A*.
לשם ההמחשה: קצב בליעת החומר שלו שקול לאדם שאוכל גרגיר אורז בודד פעם במיליון שנה.
"אלא אם חור שחור קיים בוואקום מושלם, והרי אין ואקום מושלם ביקום, הוא חייב לנשב רוח בצורה כלשהי", הסביר בהצהרה רשמית מארק גורסקי, חוקר מאוניברסיטת נורת'ווסטרן ומוביל שותף של צוות המחקר. "הבטנו בנתונים החדשים ואמרנו: 'הנה זה. הנה הדבר שכולם חיפשו במשך 50 שנה'".
הראיה המרשיעה
כדי להתגבר על אבק הכוכבים, הגז והמבנים המיוננים שמסתירים את מרכז הגלקסיה מנקודת המבט של כדור הארץ, נעזר הצוות בחמש שנים של תצפיות עומק שבוצעו על ידי מערך הטלסקופים אלמה (ALMA - Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) - רשת המורכבת מ-66 אנטנות רדיו הממוקמת בצפון צ'ילה.
התצפיות סיפקו את התמונה החדה ביותר שהושגה אי פעם של הגז המולקולרי הקר הנמצא במרחק של כשלוש שנות אור מהחור השחור. התגלית שהממה את החוקרים הייתה חלל ריק בצורת קונוס באורך של שלוש שנות אור שנפער בתוך ענן הגז הקר. החוקרים הסיקו כי הגז החם הנושב כרוח מהחור השחור הוא זה שפילס לעצמו דרך, תוך שהוא דוחף את הגז הקר קדימה או מחמם אותו עד שהוא מתאדה ונעלם מהעין.
המדענים חישבו את כמות האנרגיה הנדרשת כדי ליצור חלל עצום כזה, ושללו את האפשרות שמדובר ברוחות כוכבים רגילות של גרמי השמיים הרבים באזור. "האנרגיה הדרושה גדולה בהרבה ממה שכוכבים מסוגלים לספק", מדגיש גורסקי. "בנוסף, אם עוקבים אחר צורת הקונוס, הוא מצביע בקו ישר ישירות אל החור השחור".
כשאלמה פגש את צ'נדרה
מאחר שטענות יוצאות דופן דורשות ראיות יוצאות דופן, החוקרים לא הסתפקו בנתוני הרדיו של אלמה והצליבו את הממצאים עם תצפיות שבוצעו באותו אזור על ידי טלסקופ החלל בצילומי רנטגן צ'נדרה (Chandra X-ray space telescope) של נאס"א.
התוצאות היו חד-משמעיות: פליטות קרינת הרנטגן שנלכדו על ידי צ'נדרה התאימו בצורה מושלמת לחלל הריק שנמצא בגז הקר, והוכיחו כי לא מדובר בארטיפקט או בטעות בניתוח הנתונים הויזואליים.
"כשאתה מוצא משהו שאף אחד לא ראה לפני כן, המחשבה הראשונה היא לא 'אלוהים אדירים, עשינו תגלית', אלא 'אלוהים אדירים, מה לא בסדר בניתוח שלי?'", שיתפה לנה מורצ'יקובה, שותפתו של גורסקי להובלת המחקר. "אבל כשהלבשנו את התמונות זו על זו, הכל פשוט הסתדר".
החיים במסלול השקט של היקום
התגלית הזו חורגת מעבר לפתרון התעלומה המקומית של שביל החלב. עד היום, מרבית המחקרים האסטרונומיים התמקדו בחורים שחורים שנמצאים בתוך גרעינים גלקטיים פעילים (AGN). מדובר במפלצות קוסמיות בשלב "מופע הזיקוקין" שלהן - הן בולעות חומר ברעבתנות, פולטות סילוני ענק וקל מאוד לאתר אותן בגלל הבהירות והסערה שהן מייצרות.
אלא שמופע הזיקוקין הזה הוא יוצא מן הכלל שאינו מעיד על הכלל. מרבית החורים השחורים ביקום מעבירים את רוב חייהם הארוכים במצב רגוע ותנומתי, בדיוק כמו Sgr A*. הרוח שלו אמנם חלשה יחסית וכיוונה כנראה משתנה לאורך זמן, אך המדענים מעריכים שהיא מנשבת ברציפות כבר כ-20 אלף שנה.
היכולת לאתר ולנתח רוח חור שחור במצב שקט מעניקה למדענים, לראשונה בהיסטוריה, חלון הצצה לאורח החיים האמיתי והדומיננטי של החורים השחורים ביקום. היא מוכיחה כי החור השחור שלנו אינו אנומליה קוסמית משונה, אלא מייצג נאמן של רוב החורים השחורים ביקום, ומאפשרת להבין טוב יותר כיצד מפלצות הכבידה הללו משפיעות על מבנה הגלקסיות שסביבן גם כשהן כמעט ולא "אוכלות".
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו