חדשות ומאמרים

אסטרונומיה ואסטרופיזיקה

חור שחור בגלקסיה ענקית

מאת: ד"ר יגאל פת-אל

גילוי של חור שחור גדול בגלקסיה ננסית קרובה יחסית, עשוי לשפוך עוד אור על הידוע לנו בתהליכי היווצרותם של מפלצות זוללות-כל אלה.

חורים שחורים הם גופים שמסתם כלואה ברדיוס כזה ששום דבר לא יכול לברוח מהם, גם האור הנע במהירות של 300 ק"מ לשנייה (מהירותו בריק). חורים שחורים יכולים להיווצר או כתוצאה ממותם של כוכבים מאוד מסיביים, או בליבותיהם של גלקסיות. לפני כמה שבועות הודיעו חוקרים מאוניברסיטת תל-אביב שהם מצאו את התקופה שבה חל הגידול המשמעותי ביותר בגידול של חורים שחורים במרכז גלקסיות. מטבעם, אי אפשר לראות חורים שחורים כיוון שיצורים אלה אינם פולטים כל סוג של קרינה ושם חומר אינו יכול לצאת מהם. הדרך היחידה להבחין בקיומם של חורים שחורים הוא בהשפעתם על הסביבה; הכבידה הרבה של חור שחור סופחת חומר מסביבתו, והחומר הנופל אל תוך החור השחור ממיר את האנרגיה הפוטנציאלית הכובדית העצומה שלו תוך פליטת קרינה אלקטרומגנטית באורכי גל קצרים, מעין זעקה אחרונה של החומר הנופל את כיליונו המוחלט.

שיטה שניה לגילוי חורים שחורים היא על ידי ניתוח תנועתו של חומר המצוי בקרבתם, וסובב אותם. בדרך כלל החומר הנופל על חור שחור אינו נופל ישירות לחור השחור ומשיקולים של שימור תנע הוא יוצר מעין דיסקה סביב החור השחור. לימוד של הדינמיקה של החומר הנע בדיסקה עשוי להצביע על המסה המצויה במרכזה כחור שחור. בגלקסיה שלנו, שביל החלב, נצפים כוכבים אומללים הנעים במהירויות אדירות סביב מרכז בלתי נראה, כאשר רק הימצאותו של חור שחור במרכזה יכולה להסביר את תנועתם סביבו.

החור השחור שעליו דווח אתמול בכתב העת Nature מצוי בגלקסיה ששמה Henize 2-10 בקבוצת הכוכבים הדרומית מצפן (לזיהוי קבוצות הכוכבים אפשר להיעזר במפת הקבוצה ובמפת כוכבים מסתובבת המראה את מיקומן של קבוצות הכוכבים בהתאם לתאריך ולשעה).   עד כאן אין חדש כיוון שאנו חושדים שחורים שחורים מצויים בליבותיהם של מרבית הגלקסיות הגדולות.  אך יש שתי  עובדות המייחדות את התגלית.  האחת, הגלקסיה האמורה מצויה במרחק של 30 מיליון שנות אור "בלבד" מכדור הארץ. אמנם, מרחק זה הינו עצום ואי אפשר לדמיינו, אולם לשם השוואה, הגלקסיות השכנות שלנו, כולל האחות הגדולה בקבוצת אנדרומדה, מצויות במרחקים הנעים עד כמה מיליוני שנות אור. צביר הגלקסיות הגדול הקרוב אלינו המצויה בקבוצת בתולה, מרוחק כ-50 מיליון שנות אור, כך שהגלקסיה הזו מצויה במרחק "קטן" במונחים קוסמולוגיים.

החידוש החשוב יותר הוא מהותה של הגלקסיה. מדובר בגלקסיה "ננסית" שגודלה כ-3000 שנות אור "בלבד".  (עדיין גדולה מאחוזותיהם של הגדולים משועי העולם העשירים בעולם, אך קטנה במונחים אסטרונומיים. לשם השוואה, קוטרה של הגלקסיה "שלנו", שביל החלב, נאמד בכ-100 אלף שנות אור). אך לא רק גודלה יוצא דופן באשר לאכסניה אפשרית לחורים שחורים מסיביים. גלקסיה זו נמנית על הגלקסיות הלא סדירות, שאין להן צורה מוגדרת (גלקסית שביל החלב היא גלקסיה ספירלית, לוליינית, בעלת מרכז מוגדר, גדול יחסית. סוג שני של גלקסיות הן גלקסיות אליפטיות, המכילות בעיקר כוכבים "זקנים"). גלקסיה לא סדירה מכילה כוכבים צעירים ואין לה ריכוז כוכבים במרכז מוגדר.

על פי חוקרים מאוניברסיטת וירג'יניה ומצפה הרדיו הלאומי, החור השחור הענק, שמסתו נאמדת בכשני מיליון מסות שמש, מצוי סמוך למרכז הגלקסיה (לשם השוואה, המסה של החור השחור במרכז שביל החלב נאמדת בכ-4 מיליון מסות שמש). החוקרים חושדים שמדובר בחור שחור כיוון שמאזור זה נפלטות קרני רדיו חזקות. קרני רדיו אלה הן בעלות מאפיינים של קרינה הנפלטת מסילונות חומר הנעים במהירות גדולה החוצה בניצב לדיסקאות הספיחה הנוצרות סביב גופים מאוד קומפקטיים, דוגמת חור שחור. לאחר גילוי הסילונות, נצפה האזור החשוד באמצעות טלסקופ החלל ע"ש צ'אנדרה, בתחום קרינת ה-X, ואכן נצפה מקור בהיר מאוד בקרינה זו מאותו אזור ממנו נפלטות קרני הרדיו.

גילוי של חור שחור מסיבי בגלקסיה לא-סדירה, קטנה, יכול לשפוך אור על תהליכי היווצרותן של גלקסיות ביקום הקדום, כיוון שגלקסיות אלה לא פיתחו צורה מוגדרת בעל מרכז מוגדר בתוכן. בכל הגלקסיות שהתגלו, החורים השחורים המסיביים מצויים במרכזי הגלקסיות, שמלבד היותם מרכז גיאומטרי של הגלקסיה, מהווים גם ריכוז של מסה העשוי לאכלס באופן טבעי חור שחור.  מבחינה זו, הגילוי החדש הינו יוצא דופן ומיוחד כיוון שהוא עשוי לרמז על האופן שבו נוצרו חורים שחורים מסיביים בגלקסיות, ואולי על האפשרות שחורים שחורים מסיביים גם נוצרו סימולטנית יחד עם גלקסיות ביקום הקדום והתמזגו לתוכן.