היכן נגמרים החורים השחורים?
מחקרים חדשים העושים שימוש בטלסקופים משוכללים שופכים אור על תהליכי היצירה, הגדילה וההתנפחות של חורים שחורים מסוגים שונים
תוצאות חדשות אלה מחזקות עבודה תיאורטית שנעשתה לאחרונה אודות חורים שחורים וגלקסיות ואיך הם גדלים. החורים השחורים הגדולים ביותר, אלה בעלי לפחות 100 מיליון מאסות השמש שלנו, "אכלו" ברעבתנות במהלך שנות היקום המוקדמות.
אספקת ה"אוכל" אזלה כמעט לכולם לפני מיליארדי שנים והם נאלצו לעבור ל"דיאטת רעב". מצד שני, חורים שחורים בעלי מאסה שבין 10 ל-100 מאסות שמש שלנו עברו "תכנית אכילה" מרוסנת יותר. הם לקחו מנות קטנות יותר של ארוחות גז ואבק ועדיין ממשיכים לתפוח כיום.
אכלנים כפיתיים
"הנתונים שלנו מראים כי מספר חורים שחורים סופר-מאסיבים מעדיפים לפעול בצורה מוגזמת בעוד שאחרים רגועים יותר", אומרת איימי בַּארגֵר (Amy Barger) מאוניברסיטת ויסקונסין שבמדיסון ואוניברסיטת הוואי, המחברת הראשית של המאמר המתאר את תוצאות המחקר ואשר מופיע בגיליון האחרון של "הביטאון האסטרונומי" (The Astronomical Journal), פברואר 2005. "אנו מבינים עכשיו,יותר טוב מאי-פעם, כיצד חורים שחורים סופר-מאסיבים תופחים."
תגלית אחת היא הקשר החזק שבין תפיחת חורים שחורים והיווצרות כוכבים. אסטרונומים עשו מחקרים קפדניים בעבר לגבי שיעור היווצרות כוכבים בגלקסיות, אבל לא כך לגבי החורים השחורים השוכנים במרכזיהן. "גלקסיות אלו מאבדות חומר אל החור השחור שבמרכזן באותו הזמן בו הן יוצרות כוכבים," אומרת בארגר, "מכאן שהמנגנון ששולט בהיווצרות הכוכבים שולט גם בתפיחת החורים השחורים."
אסטרונומים עשו מפקד אוכלוסין מדויק הן של חורים שחורים גדולים ופעילים הנמצאים רחוק מאיתנו והן של חורים שחורים קטנים ורגועים יותר יחסית, הנמצאים קרוב יותר. עכשיו, לראשונה, אלה שנמצאים בתווך בין שני הסוגים נספרו כהלכה.
"לאורך הזמן אנו צריכים ספירה מדויקת של כל החורים השחורים התופחים אם אנו מקווים להבין אי-פעם את הרגליהם, אם אפשר להתבטא כך," אומר מחבר-משנה של המאמר ריצ'ארד מוּשוֹצְקִי (Richard Mushotzky) ממרכז טיסות החלל גוֹדארְד של נאס"א, בגְרִינְבֵּלְט, מֶרִילאנְד.
בלתי נראים, אבל מוקפים בגז לוהט
החורים השחורים הסופר-מאסיבים עצמם הם בלתי נראים אבל גז לוהט סביבם, אשר חלק ממנו ייפול לבסוף אל תוך החור השחור, מפיקים כמויות שופעות של קרינה במרכז הגלקסיות כאשר החורים השחורים תופחים.
מחקר זה מסתמך על תמונות קרינת רנטגן העמוקות ביותר שהושגו אי-פעם,ע"י טלסקופ שדה עמוק צפוני ודרומי של צ'אנדרה, וכן סקר מפתח רחב-שטח של אזור הקרוי "החור של לוֹקְמֵן" (Lockman Hole). המרחק אל מקורות קרינת הרנטגן נקבעו ע"י ספקטרוסקופיה אופטית, שנערכה כמעקב, ע"י טלסקופ עשרת המטרים קֵק (Keck) שבמָאוּנַה קִי (Mauna Kea), הוואי והוא מראה כי מרחק החורים השחורים נע בין מתחת למיליארד עד ליותר מ-12 מיליארד שנות אור מכדור הארץ.
מכיוון שקרינת רנטגן יכולה לחדור דרך גז ואבק שחוסמים פליטה אופטית או אולטרה-סגולית, תמונות קרינת רנטגן בחשיפה ארוכה הן קריטיות כדי למצוא חורים שחורים שאחרת לא היו מבחינים בהם.
מצפה צ'אנדרה מצא כי חורים שחורים הקטנים מ-100 מאסות שמש קבורים תחת כמויות גדולות של גז ואבק, אשר מונעים גילוי של אור אופטי הנובע מהחומר הלוהט שליד לחור השחור. קרינת הרנטגן יותר אנרגטית ויכולה לחמוק מבעד לגז והאבק. החורים השחורים הגדולים ביותר לא מראים סימנים רבים של האפלה ע"י גז ואבק. הדבר נובע מסוג של שליטה עצמית על משקל: רוחות חזקות הנוצרות ע"י טירוף האכילה של החור השחור ניקו, כנראה, את שאריות הגז והאבק.
היבטים נוספים
בנוסף, נחשפו היבטים נוספים של תפיחת חורים שחורים. לדוגמא: גודלן האופייני של גלקסיות המתנסות בהתהוות חורים שחורים סופר-מאסיבים קטן עם הזמן הקוסמי. "צמצום קוסמי" שכזה נצפה כבר בעבר עבור גלקסיות שחוו היווצרות כוכבים. תוצאות אלה מתיישבות היטב עם תצפיות של גלקסיות קרובות, אשר מראות כי המאסה של חור שחור סופר-מאסיבי פרופורציונלית למאסה של האזור המרכזי של הגלקסיה בה הוא שוכן.
מחברי משנה נוספים של המאמר המתפרסם במהדורת פברואר 2005 של "הביטאון האסטרונומי" הם: לֵן קַאווִי (Len Cowie), ווִי-הַאוֹ ווַאנְג (Wei-Hao Wang) ופיטר קָאפַאק (Peter Capak) מהמכון האסטרונומי, אוניברסיטת הוואי; יוּקְסוּאַן יָאנְג (Yuxuan Yang) מ-GSFC ומאוניברסיטת מרילאנד, קולג' פארק; אהרון סטפאן (Aaron Steffan) מאוניברסיטת ויסקונסין, מדיסון.
מרכז טיסות החלל מארשאל של נאס"א (האנטסוויל, אלבאמה) מנהל את תכנית צ'אנדרה עבור מנהלת משימות החלל של נאס"א, וושינגטון. חברת נוֹרְתוֹפּ גְרוּמַן אשר ברֵדוֹנְדוֹ בִיץ',קליפורניה (לשעבר תאגיד TRW - חברה אמריקאית שמרכזה באוהיו, מפתחת טכנולוגיות מתקדמות לתעשיות שונות, כגון: צבא, טלקומוניקציה, תעשיית החלל, מערכות אינפורמציה ועוד) הייתה קבלנית הפיתוח הראשית של מצפה הכוכבים. מצפה הכוכבים האסטרופיזיקאלי הסמית'סוני מפקח על משימות טיסה ומדע ממרכז קרינת הרנטגן צ'אנדרה שבקיימברידג', מסצ'וסטס.
הכותב הוא חבר האגודה הישראלית לאסטרונומיה .
לפנייה לכתב/ת 
