נקודות ציון ביקום

אסטרופיסיקאים משתמשים בסופרנובות (כוכבים מתפוצצים) מסוג Ia כדי למדוד מרחקים ביקום. אבל כיצד אפשר לאפיין את ההבדלים בין כל אותם פיצוצים מרוחקים? כדי לענות על השאלה הזאת, יש להבין מה גורם להתפוצצות של כוכב. מחקר משותף שביצעו מדעני מכון ויצמן למדע ומדעני המכון הטכנולוגי של קליפורניה, ותוצאותיו פורסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Nature, הניב תובנות חדשות בתחום זה.

מערכת טלסקופים רובוטית, הממוקמת בדרום קליפורניה, סורקת את שמי הלילה בחיפוש אחר שינויים ביקום. בצדו השני של העולם, במכון ויצמן למדע, זיהה ד"ר אילן שגיב, כי אחד האורות המהבהבים החדשים שאיתר הטלסקופ הקליפורני הוא אכן סופרנובה, כארבעה ימים לאחר התפוצצותה. ד"ר שגיב הפיץ התרעה מיידית על הגילוי, ובעקבותיה הופנה "סוויפט", לוויין התצפית של נאס"א, כך שאפשר יהיה לחזות בפיצוץ. הטלסקופ שעל לוויין זה קולט קרינה בטווח האולטרה-סגול, שאינו נראה לעין האדם.

"השימוש באולטרה-סגול הוא הכרחי", אומר פרופ' אבישי גל-ים, מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע. "זמן קצר לאחר האירוע, פיצוצי סופרנובה הם אנרגטיים כל כך, עד שהמידע החשוב ביותר יכול להיאסף רק באורכי גל קצרים, אותם אפשר לראות רק מטלסקופ חלל, מכיוון שאטמוספרת כדור-הארץ מסננת את אורכי הגל האולטרה-סגולים".

במסגרת הפרויקט המשותף אספו המדענים נתונים על קרני X ("רנטגן") אנרגטיות, קרינה אולטרה-סגולה וגלי רדיו – בהובלתו של ד"ר אסף חורש ממכון ויצמן למדע. תלמיד המחקר יי קאו, מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, שהוביל את המחקר, ופרופ' שרי קולקרני, שהינחה אותו, הישוו את הנתונים שנאספו בתצפיות למודלים שונים, כדי למצוא מודל שיהיה מסוגל להסביר את התופעה. בקרב אסטרופיסיקאים אמנם רווחת ההסכמה, כי כוכבים מתפוצצים, שבאמצעותם מודדים מרחקים, הם למעשה כוכבים זקנים ודחוסים הקרויים ננסים לבנים, אבל עד כה לא הסכימו המדענים באשר למודל המתאים שיסביר מה גורם להתפוצצות של אותם כוכבים.

תצפיות אולטרה-סגולות איפשרו למדענים לחזות במראה שלא ראו קודם לכן: עלייה חדה וקצרה במיוחד בקרינת האנרגיה הגבוהה בשלב מוקדם מאוד. "עלייה זו", אומר פרופ' גל-ים, "מתאימה למודל שבו לכוכב ננס יש 'בן לוויה' ענק הסובב סביבו. אפשר לדַמות את הננס הלבן (הסופרנובה לעתיד) למאסת השמש דחוסה לכדור בגודל של כדור- הארץ, בעוד ש'המלווה' שלו גדול בערך פי 50 עד 100 מן השמש. החומר מועבר מהכוכב הגדול לכוכב הקטן והדחוס, עד שבנקודה מסוימת גורם הלחץ של המאסה שנוספה להתפוצצות הכוכב הקטן. העלייה החדה ברמת הקרינה נגרמת כתוצאה מהתנגשות החומר שהועף בפיצוץ בכוכב ה'מלווה'".

פרופ' גל-ים מסביר, כי ממצאים אלה ממחישים, בין השאר, את החשיבות שבתצפיות בטווח האולטרה-סגול. הוא מקווה שלוויין ה-ULTRASAT הזעיר – אותו מתכנן צוות במכון ויצמן למדע
בראשות פרופ' אלי וקסמן, בשיתוף עם סוכנות החלל הישראלית, נאס"א, ומדענים אחרים, ואשר מיועד לתצפיות בקרינה אולטרה-סגולה – יסייע להבין האם תהליך זה נפוץ בסופרנובות שמשמשות למדידת מרחקים ביקום.