הסרטון שמראה את כוחו של החור השחור במרכז שביל החלב

בפי חובבי האסטרונומיה, עונת הקיץ נקראת גם "עונת שביל החלב", שכן בתקופה זו ניתן לראות את מרכז שביל החלב. את שובל האור ההולך ומצטופף ניתן לראות לכל אורך השנה, אך בחודשי החורף אנו מביטים החוצה מהזרוע שלנו בגלקסיה לזרועות החיצוניות, ואילו בחודשי הקיץ אנו מביטים פנימה לתוך הגלקסיה. התוצאה היא שובל אור צפוף וזוהר.

אבל יש נקודה אחת על שובל האור, על רצועת החלב שהיא ביתנו הקוסמי, שנראית צפופה במיוחד. הנקודה הזאת, שנמצאת בקבוצת הכוכבים קשת, היא מרכז הגלקסיה שלנו. כל הכוכבים בשמיים, ללא יוצא מן הכלל, מקיפים את הנקודה הזאת. כל העולמות והירחים, כל האנשים שאי פעם פגשתם, סובבים סביב הנקודה האחת שבלב שביל החלב. והיום אנחנו גם יודעים מה מסתתר שם, במרחק 26 אלף שנות אור מאיתנו: החור השחור העל-מסיבי Sagittarius A.

הדמייה של כוכב מאיץ בקרבת חור שחור על-מסיבי. הכוכב S2 שבסרטון מאיץ למהירות 7,650 ק"מ לשנייה(הדמיה: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser)

Sagittarius A הוא מפלצת של כבידה. הרדיוס שלו הוא 22 מיליון קילומטרים "בלבד" - פי 63 מרדיוס השמש שלנו - אבל המסה שלו היא פי ארבעה מיליון ממסתה. כמובן, אנחנו לא יכולים לצפות בו במישרין. כיוון שחורים שחורים הם גופים מסיביים עד כדי כך, שמהירות הבריחה הנדרשת כדי להשתחרר מכוח הכבידה שלהם גדולה יותר ממהירות האור - לכן הם נקראים "חורים שחורים". אין אפשרות לצלם אותם, אבל כן ניתן לצלם את ההשפעה שלהם על הכוכבים שסביבם. ואת זה עושים כבר כמעט 20 שנה באמצעות הטלסקופ הגדול מאוד (Very Large Telescope) של המצפה האירופי הדרומי (European Southern Observatory).

הסרטון הוא סרטון טיים-לאפס שמורכב מכל התצפיות הללו. מכיוון שכך, הכוכבים בפריימים הראשונים עוד מטושטשים (הטבעות הלבנות), והתמונה מתבהרת עם התקדמות הטכנולוגיה. אבל אל תטעו: הסרטון אמתי לגמרי. כך נראה ריקוד הכוכבים לפי חלילו הבלתי-נראה של החור השחור שבלב הגלקסיה שלנו.

התפרצות קרינת רנטגן ב-2013, באזור החור השחור *Sagittarius A. הגורם להתפרצות היה כנראה אסטרואיד חסר מזל ש"נבלע" בחור השחור(צילום: נאס"א)

בוחן פתע לאיינשטיין

כוכב הסרטון הקצר הוא הכוכב הקטן (באופן יחסי) והאמיץ (באופן מטאפורי) S2. אמנם כולנו מקיפים את החור השחור Sagittarius A, אבל S2 מקיף את החור השחור במסלול אליפטי קרוב להחריד. היסטורית, היה זה מסלולו המשונה של S2 שהיווה את העדות הישירה הראשונה לקיומו של החור השחור במרכז שביל החלב, לאחר שב-1995 הבחינו אסטרונומים שהוא מקיף משהו שלכאורה אינו שם.

ואילו במאי השנה, הכוכב התקרב לחור השחור עד כדי 120 יחידות אסטרונומיות. זהו מרחק אסטרונומי, כמובן, והוא מקביל למרחק בין השמש שלנו לקצה מערכת השמש שלנו, אלא שבמרחק כזה מבאר הכבידה האימתני של Sagittarius A, מהירות הכוכב הואצה ל-2.55% ממהירות האור, או 7,650 קילומטרים לשנייה. לשם השוואה, מהירות סביבו של כדור הארץ סביב השמש היא 30 קילומטרים לשנייה. בדיוק להזדמנות זו המתינו האסטרונומים במצפה הכוכבים האירופי. על ידי מדידה מדויקת של האצת הכוכב מסביב לחור השחור, הם קיוו לערוך בוחן פתע לתורת היחסות של איינשטיין.

דמיית אמן המראה את אורו של הכוכב S2 מתעוות כתוצאה מכוח הכבידה של החור השחור, בדיוק כפי שחזה איינשטיין(צילום: ESO/M. Kornmesser)

בין יתר התחזיות של תורתו, איינשטיין חזה תופעה בשם הסחה לאדום כבידתית. הסחה לאדום "רגילה" היא תוצאה של אפקט דופלר, המוכר לנו גם מחיי היומיום. כשאמבולנס מתרחק מאתנו, גלי הקול המגיעים אלינו מתארכים, כך שהצליל הופך לנמוך יותר - ולהפך: כשהסירנה מתקרבת אלינו, התדרים מתגבהים. תופעה זו מוכרת גם מאור הכוכבים. האור הנפלט מכוכבים המתרחקים מאתנו עובר הסחה לאדום, ועל ידי כך מדענים יכולים לחשב את קצב התפשטות היקום.

אלא שתורת היחסות הכללית קובעת שהסחה דומה תתרחש גם בתנאי כבידה קיצוניים, ללא קשר להתרחקות או התקרבות הכוכב אלינו הצופים. והנה, שוב התברר שאיינשטיין צדק: האור שנפלט מ-S2 אכן התארך על פני הספקטרום האלקטרומגנטי ככל שהכוכב התקרב לבאר הכבידה של החור השחור. 

הכתבה פורסמה באתר סוכנות החלל הישראלית  במשרד המדע