פיצוץ קוסמי שזוהה לפני ארבע שנים פלט את האנרגיה החזקה ביותר לסוגו, ועשוי לספק ראיות ראשונות לקיום סופרנובה שעד כה רק נחזה תיאורטית

סופרנובה בהירה מאוד שהתגלתה ב-2016 במרחק 3.5 מיליארד שנות אור מאיתנו, היא כנראה הסופרנובה האנרגטית ביותר שנמדדה אי פעם. כוכב ענקי, בעל מסה של כמה עשרות מסות-שמש, פלט כמות גדולה של חומר לסביבתו לפני הפיצוץ. בשילוב עם כמות גדולה במיוחד של מסה שנפלטה בפיצוץ עצמו, הסופרנובה הזו המשיכה לפלוט קרינה בעוצמה גבוהה במשך שנים אחדות. על פי ההערכה, כמות האנרגיה הכוללת שנפלטה בפיצוץ גבוהה מכל הסופרנובות הידועות עד כה, ומרמזת שבעתיד יהיה אפשר למדוד פיצוצים כאלו בגלקסיות רחוקות. 

סופרנובה היא פיצוץ המתרחש בסוף ימיו של כוכב. היא יכולה להיות פיצוץ של כוכב מסוג "ננס לבן" או קריסה של כוכב בעל מסה גדולה (core collapse). סופרנובות של כוכבים גדולים מחולקות לתת-סוגים רבים, בהם סוג שנקרא IIn, שבו רואים סימנים לנוכחות של כמות גדולה במיוחד של חומר סמוך מאוד לסופרנובה. אפשר לגלות את הגז המקיף את הסופרנובה באמצעות מדידה של קווים ספקטרליים צרים, דבר המעיד על נוכחות גז שנע במהירות נמוכה יחסית לחומר שנפלט מהפיצוץ עצמו. המודל המקובל להסבר התופעה הוא שבשנים שלפני הפיצוץ, הכוכב עצמו פולט כמות גדולה של חומר בצורה של רוח-שמש חזקה במיוחד. כשהחומר הנפלט בפיצוץ מתנגש בגז המקיף את הכוכב, הגז מתחמם ופולט עוד ועוד קרינה, מה שיוצר פיצוץ בהיר במיוחד. במקרה הזה, הסופרנובה הייתה בהירה מאוד ודעכה לאט מאוד, מה שמעיד על כמות גדולה של חומר שנפלטה לפני הפיצוץ וכמות גדולה שנפלטה בפיצוץ עצמו. 

בעבר התגלו כמה תופעות דומות לסופרנובה הזו, אבל הן נראו קרוב למרכז של גלקסיות, כך שאי אפשר לדעת אם מדובר בסופרנובות דומות או באירועים שבהם גז חור שחור גדול מאוד במרכז הגלקסיה בולע חומר במהירות, מה שגורם לפליטה של קרינה עזה. הסופרנובה החדשה נראתה באזור מרוחק יותר ממרכז הגלקסייה שלה, בסביבה שנראית עשירה ביצירה של כוכבים חדשים. סופרנובות של כוכבים בעלי מסה גדולה מתרחשות כמעט תמיד בסביבות כאלו, מכיוון שכוכבים כאלה מתקיימים רק זמן קצר יחסית במונחים קוסמיים, מיליוני שנים לעומת מיליארדי שנות חיים של כוכב הדומה לשמש שלנו. מיקום הסופרנובה עוזר לקבוע בוודאות שמדובר בפיצוץ בהיר במיוחד של כוכב מסיבי, ולא בתופעה נפרדת. 

מודל של סופרנובה מסוג pair instabilty | איור: MEDI-MATION / SCIENCE PHOTO LIBRARY
הלחץ של זוגות האלקטרון-פוזיטרון (חץ החוצה) גובר על כוח הכבידה (חץ פנימה). מודל של סופרנובה מסוג pair instabilty | איור: MEDI-MATION / SCIENCE PHOTO LIBRARY

זיווג לא יציב

ככל הנראה מדובר בכוכב מסיבי מאוד, וכמות החומר שהוא פלט בשנים שלפני הפיצוץ גדולה פי כמה עשרות ממסת השמש שלנו. ייתכן שהפליטה נעשתה בהדרגה, ברוח שמש חזקה, או בהתפרצות יחידה שקדמה לסופרנובה. גם בפיצוץ עצמו נפלט חומר השקול לעשרות מסות-שמש, מה שמעיד כי הכוכב המקורי היה מסיבי מאוד: כבד פי 100 לפחות מהשמש שלנו. בנוסף, נוכחות של מימן בסביבת הסופרנובה מעידה שלכוכב הייתה מעטפת של מימן עד קצת לפני הסופרנובה עצמה. מכיוון שכוכבים כה מסיביים נוטים לאבד את מעטפת המימן שלהם בשלב מוקדם יותר בחייהם, אפשר לשער שהכוכב עצמו נוצר ממיזוג של שני כוכבים מסיביים, שלפחות אחד מהם הכיל כמות גדולה של מימן. השילוב של שני הכוכבים יכול להסביר גם את המסה הגדולה הדרושה לפיצוץ כזה, וגם את נוכחות המימן בסביבת הפיצוץ. 

אם הכוכב, או מיזוג שני הכוכבים, היה בעל מסה גדולה פי 175-150 מהשמש שלנו, יכול להיות שהטמפרטורה בליבה הייתה מספיק גבוהה להיווצרות סופרנובה מסוג Pair Instability, שנגרמת כאשר זוגות של פוטונים, חלקיקי אור, הופכים לזוגות של אלקטרון-פוזיטרון, כלומר חומר ואנטי-חומר. כשתהליך כזה מתחיל, הליבה של הכוכב קורסת (בגלל מחסור פתאומי בפוטונים). יש מודלים לסוג כזה של סופרנובה, אבל עדיין לא נצפו ראיות חד משמעיות לקיומן של סופרנובות כאלה במציאות. טלסקופים חדשים שייכנסו לפעולה בעשור הקרוב עשויים לגלות סופרנובות מסוג זה בגלקסיות רחוקות עוד יותר, ואולי יצליחו להבין את התנאים הגורמים לפיצוצים כל כך אנרגטיים.

https://bit.ly/2BFJD8e

תגובה אחת

  • אורלי

    מהההה