כיצד נראית סופרנובה בשלושה מימדים?

מה ההבדל בין דוגמנית-על (סופר-מודל) לסופרנובה? כאשר הדוגמנית מתהלכת על המסלול, אנחנו יכולים לראות את הבגד שלה מכל הצדדים. אך כאשר מתרחשת ביקום סופרנובה - התפוצצות כוכב בעלת עוצמה בלתי-רגילה - אנחנו רואים אותה מנקודת מבט אחת בלבד, זאת של מערכת השמש שלנו.

כעת מצא צוות בין-לאומי של אסטרונומים שיטה פשוטה אך יצירתית לקבל תצפית תלת-ממדית על כוכבים מתפוצצים, המאפשרת לנו לבחון ממספר זוויות כיצד הם נראים.

"ההסתכלות בתלת-מימד חיונית להבנת הפיסיקה של הפיצוץ, מפני שהיא מספקת פרטים חשובים שאינם נמצאים בתמונות דו-ממדיות", אומר ד"ר קרלוס בדנס, חוקר בתר-דוקטוריאלי בקבוצתו של ד"ר אבישי גל-ים, מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה, שהיה חלק מהצוות המדעי אשר ערך את המחקר. הצוות כלל יותר מ-20 מדענים, והוביל אותו האסטרונום ד"ר ארמין רסט מאוניברסיטת הרווארד.

הדים של אור

המחקר התמקד בכוכב שהתפוצץ בקבוצת קסיופיאה - ה-W הגדול בשמיים הצפוניים. כמו שקורה בדרך כלל בפיצוצים מסוג זה, הסופרנובה פיזרה חומר במהירות של אלפי קילומטרים בשנייה לכל הכיוונים, ופלטה כמות רבה כל כך של אור, עד שלזמן מה הפכה לכוכב הזוהר ביותר בשביל החלב כולו.

רוב האור הזה הגיע לארץ לפני כ-330 שנה - כלומר, בכדור-הארץ אפשר היה לראות את הפיצוץ בשנת 1680 בערך, אך ה"הדים" של הפיצוץ עדיין מגיעים אלינו היום: אלה קרני אור עמומות אשר עברו בדרך ארוכה יותר, מפני שהן הוחזרו על-ידי עננים של אבק בין-כוכבי.

"הדי אור" כאלה פועלים על פי עיקרון זהה לזה של ההד הקולי המוכר, אך לוקח להם זמן רב יותר להגיע אלינו, מפני שהמרחקים ביקום עצומים כל כך. אם אנחנו צועקים בתוך גיא, גלי הקול מוחזרים מהקירות וחוזרים אלינו כהד בתוך שניות ספורות. בדומה לכך, מוחזר האור מהסופרנובה מענני האבק מסביב, אך ה"הד" מגיע לכדור-הארץ כמה מאות שנים אחרי שהסופרנובה עצמה כבר כבתה.

היות שהעננים נמצאים בצדדים שונים של הסופרנובה, מספקים הדי האור תמונות של הפיצוץ מזוויות שונות - כמו המראות בחדר ההלבשה המראות לנו איך נראית שמלה מכל הכיוונים. בדרך זו יכולים האסטרונומים לקבל תצפית תלת-ממדית על סופרנובות היסטוריות שהתפוצצו לפני מאות שנים.

מה באמת קורה כשכוכב מתפוצץ?

במחקר הנוכחי השתמשו האסטרונומים בטכניקה נוספת: הם שילבו את המידע מהדי האור עם תצפיות של ערפילית החומר שנותר לאחר פיצוץ הסופרנובה בחלל. "שארית הסופרנובה" הזאת, הקרויה קסיופיאה A, נחקרה על-ידי טלסקופים המותקנים על מצפה הכוכבים הלווייני צ'נדרה (Chandra X-ray Observatory) של נאס"א.

"השימוש בשתי הטכניקות - תצפית קרני רנטגן על שארית הסופרנובה ומידע מהטלסקופים האופטיים לגבי הדי האור - מבטיח את הסיכוי הטוב ביותר לגלות מה באמת קורה כאשר מתפוצץ כוכב, בדיוק כמו שאנחנו לומדים הכי הרבה על הלב או על הכליות כשבודקים אותם גם באמצעות קרני רנטגן וגם באמצעות אולטרה-סאונד", אומר ד"ר בדנס, המתמחה בחקר שאריות סופרנובה.

כך גילו המדענים שהסופרנובה קסיופיאה A לא הייתה סימטרית, והחומר שנזרק ממנה לכל עבר אינו מתפשט בצורת כדור עגול. באחד הכיוונים נמדדה מהירות התפשטות גבוהה בכמעט 4,000 קילומטר לשנייה מזו שנמדדה בכל הכיוונים האחרים.

ממצאים אלה שופכים אור חדש על פיצוצי סופרנובה, ועוזרים לנו להגיע להבנה מלאה יותר של תופעות אלה. אם קיימות ביקום ציביליזציות נוספות, תצפית התלת-מימד יכולה להדגים לנו כיצד נראים כוכבים מתפוצצים לדיירים אחרים של הגלקסיה שלנו, ואף של גלקסיות אחרות.

הכתבה פורסמה במגזין מכון ויצמן.