מדעני מכון ויצמן למדע גילו סוג חדש ונדיר של סופרנובה

לא כל הפיצוצים שווים. כוכבים שמתים בהתפוצצות נחלקים, בדרך כלל, לאחת משתי קבוצות: כוכבים צעירים וענקיים שמתמוטטים תחת המשקל העצום שלהם וזורקים את השכבות החיצוניות שלהם לכל עבר, וכוכבים מבוגרים יותר, שמאסתם דומה לזו של השמש שלנו, שעוברים פיצוץ תרמו-גרעיני. אבל התפוצצות הכוכב הידועה כסופרנובה SN 2005E, שנרשמה בינואר 2005, לא מתאימה לאף אחת משתי הקבוצות האלה. כך עולה מניתוח שביצעו ד"ר אבישי גל-ים והחוקר הבתר-דוקטוריאלי ד"ר חגי בנימין פרץ מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע, ושותפיהם למחקר.

המדענים מצאו שהפיצוץ העיף רק כמות קטנה של חומר – השווה, בערך לשליש ממאסת השמש שלנו, וכי הוא התרחש בגלקסיה בודדת באזור שבו לא נוצרים כוכבים. בהתפוצצות של כוכב ענק נפלטת כמות גדולה הרבה יותר של חומר, ומטבע הדברים היא מתחוללת באזור שבו נולדים כוכבים (זאת משום שהכוכבים הענקים מתאפיינים בחיים קצרים, ואינם מתרחקים ממקום הולדתם). מצד שני, האירוע גם אינו מתאים לדפוס של התפוצצות תרמו-גרעינית טיפוסית: הוא פלט כמות קטנה מדי של אנרגיה ושל קרינה, והחומר שהתפזר ממנו כלל יסודות שאינם אופייניים לפיצוצים תרמו-גרעיניים אחרים. ד"ר פרץ: לאחר ניתוח מכלול התצפיות באירוע הזה, יכולנו לקבוע בוודאות כי זו הדוגמא הברורה הראשונה לסוג חדש של התפוצצות".

ניתוח ספקטרוסקופי של החומר שהתפזר הראה שנמצאות בו כמויות סידן העולות פי חמש עד עשר על אלה שנמצאו בהתפוצצויות של כוכבים אחרים. בנוסף, נראה שנמצא שם גם שיעור גבוה יחסית של איזוטופ רדיואקטיבי של טיטניום. ד"ר פאולו מצאלי: "זו הפעם הראשונה שניתחנו ספקטרום כזה. התוצאות הראשונות של המודל הפתיעו אותנו מאוד, ומייד היה ברור שמדובר בתופעה חדשה. עם זאת, נדרשו חודשיים נוספים של עבודה כדי להבין במה בדיוק מדובר".

במאמר שמתפרסם היום בכתב-העת המדעי Nature דיווחו ד"ר פרץ וד"ר גל-ים כי פיצוץ יוצא דופן זה מתאים למודל שבו כוכב קומפקטי מהסוג הקרוי ננס לבן "גונב" שכבה עבה של הליום מכוכב שכן. לפי המודל הזה, הכוכב עובר סוג מיוחד של התפוצצות תרמו-גרעינית, אשר משמידה את ההליום אבל אינה הורסת את שאר חלקי הננס הלבן. לעומת זאת, בסוג סופרנובה נפוץ הקרוי Ia, שגם בה מעורב ננס לבן (המכיל בעיקר פחמן וחמצן), הכוכב מתפוצץ לרסיסים לאחר ש"גנב" חומר משכנו.

מחקר זה הוביל את המדענים למסקנה שהסופרנובה SN 2005E משתייכת לסוג חדש ונדיר יחסית של כוכבים מתפוצצים. המדענים סבורים שאורן החלש יחסית של סופרנובות אלה מקשה על גילוין, אך למעשה הן רבות למדי, ובעלות תרומה משמעותית ליצירת היסודות הכבדים ביקום. "חקר ההתפוצצויות הקוסמיות עומד ביסודו של המאמץ להבין את האופן בו נוצרו היסודות המרכיבים, לדוגמא, את כוכבי הלכת ואת היצורים החיים", מסביר ד"ר גל-ים. "המחקר הזה מוסיף פיסה נוספת לפאזל המסובך הזה – כעת אנחנו מבינים כיצד, ככל הנראה, נוצר הסידן שבטבע, וגם בגופנו".

במחקר השתתפו גם תלמידי המחקר מיכאל קיוה ויאיר הרכבי ממכון ויצמן למדע, וד"ר ערן אופק מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (CALTECH) שעתיד להצטרף לסגל המכון בספטמבר 2011. הניתוח התיאורטי נעשה בשיתוף עם צוות בראשותו של ד"ר פאולו מצלי ממכון מקס-פלאנק לאסטרופיסיקה, בגרשינג, גרמניה.

מידע נוסף – ותמונות – אפשר לקבל במשרד דובר מכון ויצמן למדע 08-934-3856