כלי חדש מספק תמונה כימית דינמית של מערכות כוכבים שהתפוצצו, ומאפשר להבין יותר על התהליכים שמפיצים את היסודות הכבדים ביקום

כשליבה כוכבית דחוסה, הקרויה ננס לבן, אוספת די חומר מכוכב נלווה החג בסמוך לה, היא מתלקחת בהיתוך גרעיני מתפרץ של סופרנובה מסוג Ia. מהסופרנובה הזאת משוגרים החוצה יסודות שנוצרו לאחרונה, והם מתערבבים בגז הבין-כוכבי ובסופו של דבר יוצרים כוכבים וגלקסיות. אולם האסטרופיזיקאים אינם יודעים עדיין מהם התנאים הנדרשים כדי לחולל את פיצוצי הענק הללו.

האסטרופיזיקאי איבו סייטנזאהל (Seitenzahl), מקמפוס קנברה של אוניברסיטת ניו סאות' ויילס, נעזר בטלסקופ הגדול מאוד (VLT) בצ'ילה כדי ליצור, עם עמיתיו, תמונות כימיות תלת-ממדיות ראשונות מסוגן של השיירים שמותירות הסופרנובות הללו מאחוריהן. המפות האלה יוכלו לסייע למדענים במשימות שחזור ש"יטילו אילוצים על תכונות היסוד של ההתפוצצויות הללו, כגון כמות האנרגיה הקינטית והמסה של הכוכב המתפוצץ", אומר האסטרופיזיקאי צ'רלס בדנס (Badenes) מאוניברסיטת פיטסבורג, שאינו שותף למחקר הנוכחי.

במהלך סופרנובה, יסודות כבדים מוטחים החוצה מליבת הננס הלבן במהירויות על-קוליות. כך נוצר גל הלם שמתפשט הלאה מהכוכב מבעד לגז והאבק הבין-כוכביים. גל הלם אחר חוזר אחורה אל שיירי הפיצוץ, ובסופו של דבר מחמם את החומר המשוגר לטמפרטורות שבהן נפלטות קרני רנטגן. קרני הרנטגן הללו יכולות ללמד את המדענים על ההרכב של שריד הסופרנובה – אולם רמת ההפרדה של גלאי הרנטגן הפעילים כיום אינה מספיקה למדידת התנועה של החומר המשוגר.

שרידי סופרנובותהאור הנפלט משרידיהן של שתי סוברנובות. ירוק מציין ברזל טעון | מקור: א"ר סייטנזאהל ועמיתיו

ניתוח יצירתי

הצוות של סייטנזאהל השתמש בנתוני אור נראה מהטלסקופ הגדול מאוד כדי לנתח שרידי סופרנובה בדרך חדשה, שתוארה בגיליון יולי 2019 של כתב העת Physical Review Letters. על פי המודלים הבסיסיים, סופרנובות מסוג Ia אחראיות להפקת רוב הברזל ביקום. ככל שהברזל הזה נמצא רחוק יותר מאחורי גל ההלם של הסופרנובה, כך המטען החשמלי שלו אמור להיות חזק יותר, והוא יפלוט קרינה אלקטרומגנטית באורכי גל ברורים של אור בתחום הנראה. אולם בפועל הפליטות האלו היו חלשות מדי לזיהוי, ולפני השדרוג האחרון שנעשה למכשירי הטלסקופ הגדול מאוד לא הייתה לנו אפשרות לזהות אותן.

לאחר השדרוג זיהו החוקרים שכבות של ברזל טעון חשמלית שהמרכז המשותף שלהן נמצא בתוך שרידים של סופרנובות בענן המגלני הגדול, שהוא גלקסיית לוויין הסמוכה לשביל החלב שלנו. על סמך דפוסי העיוות של אור שנפלט מהברזל הטעון הם קבעו לראשונה את המהירות של גל ההלם הנע פנימה בשריד שנותר מסופרנובה מסוג Ia.

"זוהי עבודה מדעית מסעירה שהתאפשרה בזכות טכנולוגיה חדשה שהופעלה בדיוק על הסוג המתאים [של סופרנובה]", אומר האסטרונום דן מיליסבלייביץ' (Milisavljevic) מאוניברסיטת פורדו, שגם הוא לא היה שותף למחקר.

הקבוצה של סייטנזאהל גילתה גם שסופרנובה מסוימת נוצרה מתוך ננס לבן שהמסה שלו נחשבה נמוכה מדי לחולל פיצוץ כזה, כך שכנראה עוד נותר לנו מה ללמוד על התהליך הזה. מחקרים עתידיים יוכלו לחשוף פרטים נוספים על החומרים הנוצרים בסופרנובות Ia, לגלות אם הפיצוץ מתחיל על פני הכוכב או בתוכו, ולקבוע מהם התנאים שמחוללים את הפיצוץ.

תרגם: דוד מדר

פורסם במקור בגיליון ינואר 2020 של כתב העת סיינטיפיק אמריקן

 

0 תגובות