לראשונה תועדה התנגשות של שני כוכבי נויטרונים
טלסקופים ברחבי כדור הארץ ובחלל תיעדו בחודש אוגוסט גלי כבידה שאת קיומם חזה אלברט איינשטיין לפני 100 שנה. הגלים נוצרו מהתמזגות שני כוכבים בסוף דרכם שלוותה בפיצוץ אדיר. להתפוצצויות אלימות מסוג זה תפקיד חשוב ביצירת יסודות הכבדים מברזל ביקום
התרגשות בעולם המדעי: צוות מחקר בינלאומי הצליח לצפות, לראשונה, בהתנגשות ומיזוג של שני כוכבי נויטרונים. התגלית איששה תגלית מרעישה קודמת, מספטמבר 2016, שבה נקלטו לראשונה בהיסטוריה גלי כבידה מהתמזגות שני חורים שחורים, אך אז לא היה פיצוץ. מדובר במאמץ חובק עולם, שבו השתתפו בין היתר חוקרים ישראלים ממכון ויצמן, אוניברסיטת תל אביב והאוניברסיטה העברית. המחקרים מתפרסמים אחר הצהריים (יום ב') בכמה מכתבי העת המובילים בעולם.
במכון דוידסון הסבירו כי התצפית החדשה פותחת צוהר אל אחד האירועים בעלי האנרגיה הגבוהה ביותר המתחוללים ביקום ומאפשרת לחקור בדרכים חדשות תהליכים שעדיין איננו מבינים עד תום, כמו היווצרות היסודות הכבדים ביקום. הגילוי מוכיח כי היכולת למדוד גלים כבידתיים היא כלי חשוב באסטרונומיה התצפיתית המודרנית.
ב-17 באוגוסט התגלה הפיצוץ של שני כוכבי הנויטרונים, הנמצאים במרחק של כ-130 מיליון שנות אור מאיתנו, על ידי אינטרפרומטר הלייזר הנמצא בארצות הברית - LIGO - שמטרתו לגלות גלי כבידה. הגילוי נעשה במערך הטלסקופים של המצפה האירופי הדרומי, ESO שבצ'ילה, ובעקבותיו גם במצפים רבים במקומות שונים בכדור הארץ ובחלל. תצפיות היסטוריות אלה מעידות שהמקור לתופעה ייחודית - שקרויה קילונובה - הוא מיזוג של שני גרמי שמיים מהצפופים ביותר שיש: שני כוכבי נויטרונים.
את גלי הכבידה חזה אלברט אייינשטיין. מדובר בגלים חלשים ביותר, ובמכשור הקיים הם מתגלים רק לאחר אירוע שמשנה את עקמומיות המרחב באופן אלים, אירוע המתרחש במעורבות של גופים קומפקטיים כגון כוכבי נויטרונים או חורים שחורים. עד כה התגלו גלי כבידה רק בחמישה מקרים. הגילוי באוגוסט נעשה גם עם גלאי גלי הכבידה VIRGO המוצב באיטליה.
שתי שניות לאחר הגילוי בגלאי גלי הכבידה, שזכה לציון GW170817, נצפתה התפרצות של קרינת גאמא מאותו אזור בחלל על ידי טלסקופי חלל - הראשון טלסקופ החלל בגלי גאמא על שם קומפטון (נאס"א) והשני טלסקופ החלל האסטרופיזיקלי הבינלאומי בקרינת גאמא של סוכנות החלל האירופית (ESA INTEGRAL).
בניגוד לגלי כבידה, הנגרמים באירוע המתרחש על ידי תנועת מסה בשדה כובד, גלי גאמא שייכים למשפחת הגלים האלקטרומגנטיים, הנגרמים משינויים בשדה החשמלי והמגנטי והם בעלי אורך הגל הקצר ביותר. קרינת גאמא היא האנרגטית ביותר בקרינות האלקטרומגנטיות והיא נוצרת באירועים האנרגטיים ביותר הקיימים.
נקודת האור החדשה
לאחר גילוי קרינת הגאמא בחלל המתינו בצ'ילה ללילה, כיוון שבניגוד לטלסקופים המוצבים בחלל, טלסקופים אופטיים המוצבים בכדור הארץ דורשים חשכה מוחלטת. כאשר ירד הלילה, סרקו כל הטלסקופים של המצפה הדרומי האירופי בצ'ילה - ESO - אזור רחב ידיים בשמים הדרומיים כדי לחפש נקודת אור חדשה, וזו אכן נמצאה, על ידי הטלסקופ בקוטר מטר אחד (קוטר זהה לטלסקופ של אוניברסיטת תל אביב המוצב במצפה רמון).
נקודת האור התגלתה סמוך לשוליה של גלקסיה המצויה בקבוצת הכוכבים הידרה, הקרויה NGC4993, שאפשר לראותה בלילות חשוכים גם בטלסקופים קטנים המצויים בידי חובבים. למרבה המזל, היא נראתה בחודש אוגוסט בשמי הלילה. זו גלקסיה המצויה 130 מיליון שנות אור מאיתנו, והיא מסוג גלקסיות עדשה, ואין בה אבק וגז כפי שיש בגלקסיית שביל החלב שלנו.
לאחר שנעשו תצפיות, הן באורכי גל של האור הנראה והן באורכי גל תת-אדומים בצ'ילה, ירד הלילה בהוואי, ושם, בטלסקופים הענקיים Pan-Starrs והטלסקופ הענק בקוטר 8.2 מטר SUBARU על פסגת מאונה קיה, נצפתה התופעה כאשר היא עדיין מתפתחת. כך, עשרות רבות של חוקרים, המסתייעים בטלסקופים הפזורים על פני הגלובוס, וכן טלסקופים המצויים בחלל, כגון טלסקופ החלל האבל, יכלו לצפות בפעם הראשונה באירוע הגורם גם לגלי כבידה. זהו אחד האירועים הקרובים ביותר שגורם להתפרצות קרינת גאמא, שנצפה גם באורכי גל ארוכים יותר - אור נראה ותת-אדום.
מיזוג של כוכבי נויטרונים וקילונובה
כוכבי נויטרונים הם השלב הסופי בחייו של כוכב מסיבי, כזה שמסתו גדולה לפחות פי עשרה ממסת השמש שלנו. בסוף חייו של כוכב מסיבי קורסת ליבתו בפיצוץ אלים הקרוי סופרנובה, שמשחרר בשניות שבה חלה ההתפוצצות אנרגיה השקולה לזו הנפלטת מגלקסיה שלמה.
כאשר מעטפת הכוכב מועפת בפיצוץ האלים, ליבת הכוכב קורסת. לחץ הכבידה כה גדול, שהאטומים עצמם קורסים - בעוד שרוב רובו של האטום הוא חלל המצוי בין הגרעין לאלקטרונים הסובבים אותו - אזי האלקטרונים בעלי המטען השלילי נדחסים לתוך גרעין האטום ומתמזגים עם הפרוטונים בעלי המטען החיובי. התוצאה - יצירת נויטרונים חסרי מטען וכוכב שרובו מורכב מנויטרונים, ומכאן שמו. גודלו של כוכב נויטרונים טיפוסי הוא כמה קילומטרים בלבד - קטן לאין שיעור מהכוכב שגודלו היה מיליוני קילומטרים.
על פי תורת היחסות, גלי כבידה נוצרים על ידי תנועה של מסה במרחב. אולם בשל הקושי של גילוי גלים אלה, המכשירים כיום מסוגלים לאתר רק תנועה מהירה מאוד של מסות גדולות, כאלה המעקמות את מרחב הזמן באופן שיאפשר גילוי של גלי כבידה הנוצרים עקב האירוע. אחד המקורות התיאורטיים של אירוע כזה, של מסות גדולות וצפופות הנעות במהירות עצומה, היה חורים שחורים או כוכבי נויטרונים הנעים זה סביב זה.
כיוון שמסתם של כוכבי נויטרונים קטנה מזו של חורים שחורים, הגילוי של גלי הכבידה שנפלטו משני כוכבי הנויטרונים התאפשר הודות למרחק ה"קטן" יחסית של 130 מיליון ק"מ בין שני הכוכבים. שני כוכבי הנויטרונים החגים סביב מרכז הכובד המשותף מאבדים אנרגיה בצורה של גלי כבידה וכתוצאה מכך מתקרבים זה לזה. בעת המיזוג, חלק גדול מהמסה שלהם הופך לאנרגיה - או גלי כבידה וכן קרינה אלקטרומגנטית, בהתאם לנוסחה המפורסמת E=MC^2.
ואכן, לפי החיזוי התיאורטי, המיזוג של שני כוכבי הנויטרונים לא רק ששילח גלי כבידה שנקלטו על ידי LIGO - VIRGO, אלא שהמיזוג ביניהם יצר את אחת מהתופעות האלימות בטבע - קילונובה, עוצמתית פי 1,000 מהסופרנובה שיצרה את כוכבי הנויטרונים, ונחשבת למקור של פרצי קרינת גאמא אנרגטית. תופעה זו הייתה בחזקת תיאוריה עוד בשלהי המאה הקודמת, וזו הפעם הראשונה שאירוע כזה נצפה באמצעים אופטיים.
אחת מהתוצאות של אירוע אלים כזה היא התפשטות מהירה מאוד של החומר שנוצר כתוצאה ממיזוג שני כוכבי הנויטרונים, הכוללת יסודות רדיואקטיביים, עד כדי מהירות של 60 אלף קילומטרים בשנייה, חמישית ממהירות האור בחלל, מלווה בשינוי צבעה של הקילונובה - מכחול עז עד לאדום עמום וזאת בפרק זמן של ימים.
ניתוח של ספקטרום האור שהגיע מהאירוע הראה נוכחות של היסודות הנדירים צזיום (Cs) וטלור (Te) במעטפת החומר המתפשטת במהירות. כך התבטא סטפן סמארט, שהוביל את התצפית של ESO: "מעודי לא ראיתי משהו הדומה לזה. מניתוח הספקטרום היה ברור שאנו לא צופים בסופרנובה או איזה שינוי של כוכב, אלא במשהו יוצא דופן"
היווצרות היסודות הכבדים
להתפוצצות אלימות כגון סופרנובה או קילונובה תפקיד חשוב ביצירת יסודות הכבדים מברזל ביקום. השמש שלנו "יודעת" לייצר יסודות קלים בליבתה (הליום, פחמן, עם תוצרי לוואי של חמצן וחנקן), בעוד כוכבים מסיביים יותר יכולים לייצר בליבתם יסודות כבדים עד ברזל וניקל.
תוך כדי המיזוג נוצרים יסודות כבדים, ובעת הפיצוץ מועשרים היסודות האלה על ידי הפצצתם בחלקיקים מהירים, הנורים בעת הפיצוץ, כגון נויטרונים, המגדילים את מספרם האטומי של היסודות המופצצים. אחד מתוצרי הלוואי של פיצוץ הקילונובה הוא פיזור יסודות כבדים ביקום כגון פלטינה וזהב.
אירוע זה היה התצפית הראשונה של קילונובה שבה נצפו גם גלי הכבידה, גם נקלט פרץ קרינת הגאמא וגם נמצא האקדח המעשן באמצעים אופטיים. אחת הפעמים הנדירות שבהן מדענים חוזים בשידור ישיר של התהוות תופעת טבע נדירה, בפעם הראשונה. מדובר בשיתוף פעולה בינלאומי של חוקרים ממוסדות שונים, הנעזרים במכשירים שונים, בזמן אמת ובהתרעה קצרה ביותר, הפותח פתח לאפשרויות נרחבות יותר של חקר היקום והמקור ליסודות שמהם אנו מורכבים.
מידע נוסף על אירועים אסטרונומיים נוספים אפשר למצוא בספר השנה עם כל האירועים האסטרונומיים ספר השנה האסטרונומי לשמי ישראל
ד"ר יגאל פת-אל, קוסמוס טלסקופים , אוניברסיטת בר-אילן
לפנייה לכתב/ת 
