לראשונה פיזיקאים חוזים בלידה של חור שחור

חור שחור. קרדיט: IAP/UPMC/CNRS.

סוג חדש של פלאש קוסמי עשוי לחשוף לראשונה לידה של חור שחור: כאשר כוכב מאסיבי מכלה את הדלק שלו, הוא קורס אל תוך עצמו תחת הגרביטציה שלו ואם הוא מספיק גדול הוא הופך לחור שחור, אובייקט כה צפוף שגם האור אינו יכול לברוח מאחיזתו. על פי ניתוח חדש שנעשה על ידי פיזיקאי מהמכון הטכנולוגי בקליפורניה (Caltech), מעט לפני שנוצר החור השחור החדש שנחשף, הכוכב הגווע יצר פיצוץ עצום של אור שיכול לאפשר לאסטרונומים לחזות בלידתו של החור השחור לראשונה.

חלק מהכוכבים הגוססים הופכים לחור שחור על ידי התפרצות גדולה שבמהלכה מתרחשים פיצוצי קרני גאמה, שמהווים את אחת התופעות האנרגטיות ביותר ביקום. ואולם המקרים הללו הם נדירים, ודורשים נסיבות אקזוטיות, מסביר פירו. "אנו לא חושבים שמרבית החורים השחורים נוצרים בדרך זו". במרבית המקרים, על פי סברה מסויימת, כוכב גוסס מיצר חור שחור בלי התפרצויות ופלאשים: הכוכב פשוט יראה כאילו שהוא נעלם מהשמיים. "לא רואים את הפיצוץ", אומר פירו, "רואים אותו נעלם".

על פי הסברה של פירו, זהו אינו המקרה. "אולי הם אינם משעממים כפי שזה נראה לנו", הוא אומר. על פי תיאוריה המבוססת היטב, כאשר כוכב מאסיבי מת, ליבתו קורסת תחת משקלו העצום. בעודו קורס, הפרוטונים והאלקטרונים אשר מרכיבים את הליבה מתמזגים ומיצרים ניטרונים. במשך מספר שניות לפני שהוא קורס לגמרי והופך לחור שחור, הליבה הופכת לאובייקט צפוף ודחוס ביותר המכונה כוכב ניטרונים. על מנת להמחיש את הצפיפות הגבוהה אפשר לדמיין שכל מסת השמש שלנו תדחס לתוך כדור ברדיוס של 10 קילומטרים בלבד (!).

תהליך הקריסה הזה גם יוצר ניטרינו, חלקיקים אשר עוברים דרך כמעט כל חומר, במהירות הקרובה למהירות האור. כאשר שטף הניטרינו זורם החוצה מהליבה החלקיקים אוגרים בתוכם אנרגיה גבוהה ביותר.

על פי מאמר שפורסם ב-1980 על ידי המדען דמיטרי נדזין מהמכון לפיזיקה תיאורטית וניסויית ברוסיה ע"ש אליכנוב, איבוד המאסה המהיר הזה משמעותו שהחוזק הגרביטציוני של ליבת הכוכב הגווע יפחת בפתאומיות. כאשר זה קורה, שכבות הגז החיצוניות העשויות בעיקר ממימן, אשר עדיין מקיפות את הליבה יעופו כלפי חוץ ויצרו גלי הלם שיטוסו דרך השכבות החיצוניות במהירות של 1,000 קילומטרים בשניה.

שני אסטרונומים ממכון סנטה קרוז, מצאו לאחרונה כי כאשר גלי ההלם מכים בשכבה החיצונית, זה יחמם את הגז על פני השטח וייצר אור שיזרח במשך כשנה – סימן שעשוי לעזור למדענים להבין כי אכן מדובר בהיווצרות של חור שחור. למרות שהאור יאיר בבהירות של פי מיליון מהשמש שלנו, האור יהיה יחסית מעומעם בהשוואה לכוכבים אחרים. "יהיה קשה לאתר את האור, אפילו בגלקסיות אשר נמצאות יחסית קרוב אלינו", אומר פירו.

אך כעת לדבריו, הסימן נמצא. במחקר החדש שפירסם, הוא מנבא כי אמור להיווצר פלאש של אור הגדול פי 10 או 100 ממה שהמחקרים הקודמים חזו. "הפלאש הזה הולך להיות מאוד בוהק, וזה נותן לנו את האפשרות הטובה ביותר לצפות באירוע מתרחש".