חוקרים ישראלים גילו חור שחור עצום
החור, בעל מסה גדולה פי 15 מהשמש, הוא חלק ממערכת ייחודית של חור שחור וכוכב, אשר תסתיים בקריסת הכוכב אל תוך החור השחור
צוות אסטרונומים בינלאומי בהשתתפות חוקרים ישראלים הצליח למדוד את המסה של חור שחור הנע מסביב לכוכב. החור והכוכב התגלו בגלקסיה השכנה M33, הרחוקה כשלושה מיליון שנות אור מכדור הארץ.
מדובר בגוף הוא בעל מסה עצומה של פי 15.7 מהשמש שלנו. עד כה לא נמדדה מסה כה גדולה בחור שחור כוכבי, וגם תגלית זו התאפשרה בשל הקרבה בין החור השחור לכוכב עצום אחר – שמסתו 70 מסות שמש. שני הגופים מקיפים זה את זה במרחק השקול לעשירית המרחק בין כדור הארץ לשמש, כלומר כמעט במרחק נגיעה, מנקודת מבט קוסמית.
הצוות הישראלי כולל את פרופסור צבי מזא"ה, מנהל מכון סאקלר לאסטרונומיה של אוניברסיטת תל אביב, ותלמיד המחקר אבי שפורר. דיווח על המחקר פורץ הדרך יופיע במהדורת ה-18 באוקטובר של הירחון המדעי היוקרתי Nature.
"אני נפעם מהעובדה שעולה בידינו לחקור חורים שחורים, שרק בגלל תורת היחסות הכללית של איינשטיין יכולנו לשער את קיומם" אומר פרופסור מזא"ה: "החלליות החדישות והטלסקופים הענקיים מאפשרים לנו לחקור מערכות בחלל הנראות כאילו נלקחו מסרט של מדע בדיוני. המציאות המתגלית לעינינו עולה על כל דמיון אנושי".
איך נוצר חור שחור?
חור שחור נוצר כתוצאה מקריסת כוכב בסיום חייו. אמנם, כל הכוכבים קורסים. אבל אם הם קטנים, כמו השמש שלנו - הם מסיימים את חייהם כ"ננסים לבנים", כוכבים קטנים שאורם חלש. הם מתכווצים, לאחר שהם חווים תקופת התנפחות של האטמוספירה שלהם, שבמהלכה הם מכונים "ענק אדום".
כוכבים שמסתם בעת הקריסה גדולה יותר – למשל, כמה פעמים מסת השמש, יקרסו תחת משקלם עד כדי כך שהאטומים שבהם כבר לא מסוגלים להקיף את הגרעין והניוטרונים בגרעין מתקרבים זה לזה, וכך נותר כוכב קומפקטי – בגודל של כדור הארץ, אך בעל מסה גדולה מזו של השמש.
אם הכוכב גדול יותר, מ-10 מסות שמש ומעלה (אם כי הגבול המדויק לא נמדד ולדברי פרופ' מזא"ה אולי אפילו קצת יותר מ-שלוש מסות שמש יספיקו) הכבידה העצמית של הכוכב הקורס, כל כך גדולה שגם הנויטרונים מתמוטטים, והוא קורס לנקודה אחת בחלל – חור שחור. חור שחור כזה נקרא חור שחור כוכבי.
יש סוג נוסף של חורים שחורים, נפוץ יותר, חורים שחורים הנמצאים במרכזיהן של מרבית גלקסיות. מסתם של חורים שחורים אלה מיליוני מסות שמש, וההשערה היא שהם נוצרו ממיזוג של חורים שחורים כוכביים שבלעו גם חומר כוכבי ובין כוכבי שנקרה בדרכם.
חורים שחורים נדירים
קשה מאוד לזהות חורים שחורים כוכביים. עד כה לא התגלו יותר מאשר 10-15 כאלה. אילו היה חור שחור כזה ניצב בפאתי מערכת השמש, לא היינו מרגישים בו עד שאיזה שביט תועה היה נופל לתוכו, וכשמגיע אל סף החור השחור היה פולט קרינה בתחום הרנטגן.
לכן, מרבית החורים השחורים הכוכביים שהתגלו הם כאלה החברים במערכת כוכבים כפולה, כלומר שהם מקיפים כוכב אחר (או שהוא מקיף אותם) בקירבה כה גדולה, עד שרוח השמש מאותו כוכב פוגעת בחור השחור. בעת בליעת החומר הזה, החור השחור פולט קרני X - מה שמאפשר את גילויו.
נסיבות הגילוי מזכירות במשהו גילוי של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש. החור השחור התגלה בזכות העובדה שהכוכב שהוא מקיף מסתיר אותו אחת לשלושה וחצי ימים למשך כמה שעות.
מדידת המסה נעשתה בעזרת תצפיות שבוצעו על ידי טלסקופ החלל בתחום קרני ה-X, צ'נדרה (Chandra) השייך לסוכנות החלל האמריקאית, נאס"א (NASA), וטלסקופ הענק ג'מיני (Gemini), הממוקם במרומי ההר הגבוה בהוואי. מדידה זו הופכת את M33 X-7 לחור השחור הכבד ביותר הידוע עד כה במערכת כפולה.
כיצד בוצעה התגלית?
פרופ' מזא"ה: "החללית הסתכלה על האזור המכיל חלק מגלקסיה M-33 במשך 26 שעות רצופות. המדענים בכדור הארץ קיבלו את נתוני התצפיות וחילקו ביניהם את הכוכבים הבודדים כדי לנתחם. הניתוח הראה שעוצמת קרינת ה-ס של המקור הזה, X-7, יורדת כמעט לאפס. חיכינו כמה שעות ופתאום הקרינה גברה בחזרה.
- עוד ב"הידען": חייבים לחזור לירח, כדי לשמור על נאסא בחיים
כלומר, זיהינו ליקוי, וכשראינו שהתופעה חוזרת על עצמה, הבנו שיש פה מחזוריות - שני כוכבים שמסתובבים אחד סביב השני, ומקור קרינת הX מוסתר על ידי בן הזוג. כך גילינו שיש פה ליקוי – מערכת כפולה המסתובבת סביב עצמה".
"זיהינו שמדובר בחור שחור, בעיקר לפי המסה. ביצענו תצפיות מפורטות מהטלסקופים האופטיים החזקים בעולם כדי לעקוב אחר בן הזוג הכוכבי, ומתוך זמן המחזור ומדידת מהירות התנועה של בן הזוג ומעצם תכונת הליקוי, ניתןלהעריך את המסות של שני הגופים – כאמור חור שחור בן 15.7 מסות שמש וכוכב רגיל שמסתו 70 מסות שמש.
גוף במסה של 15.7 מסות שמש, לאחר שהיה ברור שהוא אינו כוכב בסדרה הראשית, לא יכול להיות כל כוכב קומפקטי אחר שאנחנו מכירים - לא ננס לבן, לא כוכב נויטרונים, לכל העצמים הללו יש מסה של חצי ושלוש מסות שמש (בהתאמה). גם אופי קרינת ה-X היא של כזו הנפלטת קרוב מאוד משפתו של החור השחור.
האם הכוכב הענק נמצא תחת איום של בליעה על ידי החור השחור? על כך עונה פרופסור מאז"ה: "הם מסתובבים אחד מסביב לשני בטווח ביטחון. אמנם קרוב, אבל מספיק בטוח. בקצב הנוכחי כדי לצרוך את כל המסה יקח מאות מיליוני שנה. הרבה קודם לכן, בן הזוג יתנפח ויישפך בצורה דרמטית לתוך החור השחור, והמערכת תהיה הרבה יותר רועשת מאשר היום"
עוד ב-"הידען": מדעני IBM בחיפה מובילים פרוייקט אירופי לשיפור היעילות של טיפולי איידס
לפנייה לכתב/ת 
