פיצוץ קטן, פיצוץ גדול

לפני שהם מתפוצצים כסופרנובה מרשימה, כוכבים גדולים מסוימים עוברים מעין "התפוצצות משנה" קטנה יותר, תוך שהם זורקים לחלל חלקים נכבדים מהמאסה שלהם. למרות שההתנהגות המיוחדת הזאת נחזתה על-ידי מספר מודלים תיאורטיים, ולמרות שקיימות עדויות המצביעות על קיומה, תצפיות ישירות בהתפוצצויות משנה כאלה הן נדירות ביותר. במחקר חדש הצליח צוות מדענים בראשות ד"ר ערן אופק ממכון ויצמן למדע, לצפות בהתפוצצות שהתרחשה זמן קצר – חודש אחד בלבד – לפני סופרנובה של כוכב מאסיבי.

הממצאים, שהתפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Nature, מסייעים להבהיר את שרשרת האירועים המובילים להתרחשותה של סופרנובה, ומספקים תובנות באשר לתהליכים המתרחשים בליבתם של כוכבים גדולים ומאסיביים בשעה שהם מתקרבים לסוף חייהם.

ד"ר אופק, מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה, לוקח חלק בתוכנית בין-לאומית לחקר סופרנובות (PTF) במצפה הכוכבים פלומר שבקליפורניה, בראשות פרופ' שרי קולקרני מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה. חברי צוות המחקר מישראל, מבריטניה ומארה"ב בקשו לבדוק האם התפוצצויות המשנה אכן מקדימות סופרנובות, וזאת באמצעות סריקה של תצפיות שנעשו במצפה הכוכבים פלומר קודם לאירועי סופרנובה.

ד"ר אופק וצוותו אכן גילו התפוצצות משנה שכזו כחודש לפני התרחשותה של סופרנובה. התזמון של ההתפוצצות, והנתונים על כמויות החומר שהשתחררו במהלכה, סייעו למדענים לאמת מודל תיאורטי מסוים, אשר ניבא אירועי התפוצצות משנה מעין אלה. ניתוח סטטיסטי הראה, כי הסיכוי שאירוע הסופרנובה והתפוצצות המשנה אינם קשורים זה לזה, עומד על עשירית האחוז בלבד.

הכוכב המתפוצץ, שסיים את חייו כסופרנובה מסוג IIn, החל את דרכו ככוכב מאסיבי – כבד לפחות פי שמונה מהשמש שלנו. כאשר כוכב כזה מזדקן, תהליכי ההיתוך הגרעיניים הפנימיים, שמאפשרים את המשך קיומו, מייצרים יסודות כבדים יותר ויותר, עד שמרבית הליבה עשויה מברזל. בנקודה זאת, הליבה הכבדה קורסת במהירות כלפי פנים, והכוכב מתפוצץ.

לדברי ד"ר אופק, העוצמה של התפוצצות המשנה, והמאסה של החומר שנזרק לחלל, מצביעים על כך שמקור האנרגיה בתהליכים שהתרחשו בליבת הכוכב. האנרגיה הועברה מליבת הכוכב הישר אל פני השטח שלו באמצעות גלים אקוסטיים (דומים לגלי קול). המדענים סבורים כי מחקרים נוספים יראו כי התפוצצויות משנה מעין אלה נפוצות בסופרנובות מסוג IIn.

במחקר השתתפו גם פרופ' אבישי גל-ים, ד"ר עופר ירון ויאיר הרכבי מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן, ופרופ' ניר שביב מהאוניברסיטה העברית בירושלים.