סופרנובה בגלקסיה שכנה שופכת אור חדש על כוכבים מתפוצצים

האור הנפלט מסופרנובות מסוג 1a מסייע לחוקרים המעוניינים למדוד מרחקים קוסמיים ביקום – כמו, לדוגמה, המדענים שגילו לראשונה את התפשטותו המואצת של היקום, אשר קיבלו על תגליתם זו את פרס נובל לפיסיקה לשנת 2011, אך מדענים עדיין לא מבינים מדוע וכיצד מתרחשות ההתפוצצויות העצומות האלה. מחקר חדש שפרסמו מדעני מכון ויצמן למדע, השותפים בתוכנית מחקר בין-לאומית לחקר סופרנובות במצפה הכוכבים פאלומר שבקליפורניה, (PTF), מפזר חלק מהערפל, ומסביר מדוע כוכבים מסוימים מסיימים את חייהם כסופרנובה.

הממצאים החדשים התקבלו באמצעות טלסקופים אוטומטיים, שמטרתם לזהות סימנים של סופרנובות בשלבי התפתחות ראשונים, אשר הצליחו לתפוס התפוצצות כזו חצי יום בלבד לאחר התחלת התהליך. ההישג הגדול נבע לא רק מהתזמון המדויק, אלא גם ממיקום הסופרנובה – ב"גלקסיית השבשבת", הממוקמת 6.4 מגה-פרסק בלבד (כ-21 מיליוני שנות אור) מכדור הארץ – האירוע הקרוב ביותר ב-25 השנים האחרונות.

מדעני מכון ויצמן למדע, ד"ר ערן אופק וד"ר אבישי גל-ים מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה, פרסמו באחרונה שלושה מאמרים, שניים מתוכם הופיעו בכתב-העת המדעי Nature ואחד ב-The Astrophysical Journal, המבוססים על התצפיות והניתוחים הראשוניים של הסופרנובה השכנה.

התצפיות בסופרנובה נעשו באמצעות טלסקופים המבוססים על קרני רנטגן ועל גלי רדיו, אשר מוצבים על פני כדור הארץ או בחלל. בנוסף, המדענים חזרו ובדקו צילומים של "גלקסיית השבשבת" שנעשו בעבר על-ידי טלסקופ החלל "האבל", כדי לנסות לזהות סימנים למערכת הכוכבים שהולידה את הסופרנובה, עוד לפני ההתפוצצות.

להפתעת המדענים, תצפיות קרני הרנטגן וטלסקופ הרדיו לא הניבו נתונים משמעותיים, וגם במחקר הארכיוני לא התגלו כל נתונים מקדימים. אולם דווקא החוסר הזה איפשר לפסול כמה מהתסריטים השונים המוצעים למצב ההתחלתי שמוביל להתפוצצות.

התסריטים האלה משתייכים לאחת משתי קטגוריות כלליות, ובשתיהן לוקחים חלק כוכבים עתיקים וצפופים הקרויים ננסים לבנים. בתסריט אחד, שני ננסים לבנים מתמזגים, והמאסה המשולבת, הלא יציבה, גורמת לפיצוץ תרמו-גרעיני. בתסריט שני, הננס הלבן הכבד מושך חומר מ"כוכב מלווה" עד שהוא עובר את גבול המשקל היציב, וכך נגרם הפיצוץ. את תפקיד ה"מלווים" עשויים למלא טווח רחב של כוכבים, החל בענקים אדומים עשויים גז, ועד לכוכבים בגודל בינוני, כמו השמש שלנו.

תוצאות המחקר כללו ניתוח של החומר ששוגר לחלל במהלך הפיצוץ, וכן ניתוח של "פריצת ההלם", המתחוללת כאשר האור המשוחרר בגל ההלם עובר דרך מאסת החומר המועף לחלל – שנעשה על-ידי תלמיד המחקר איתי רבינק מקבוצתו של פרופ' אלי וקסמן במכון ויצמן למדע. הממצאים הראו שהכוכב המתפוצץ היה, כצפוי, ננס לבן. התמונה שהצטיירה לעיני המדענים הצביעה על כוכב דחוס מאוד: קוטרו קטן בהרבה מזה של השמש שלנו. הצוות לא הצליח לפסול אף אחד משני התסריטים האפשריים להתפוצצות, אבל קבע גבול עליון לגודל של המלווה האפשרי, והראה כי הוא אינו יכול להיות כוכב גדול במיוחד, כמו, לדוגמה, ענק אדום.

"על-אף שאי אפשר לשלול את התסריט של התמזגות בין שני ננסים לבנים", אומר ד"ר אופק, "התוצאות שלנו מצביעות על אפשרות נוספת, לפיה כוכב מסדר גודל בינוני – דומה בגודלו לשמש – מספק את החומר הנוסף הדרוש ליצירת סופרנובה".