לאחר יותר מ-50 שנות חיפוש, אסטרופיזיקאים מאוניברסיטת נורת'ווסטרן גילו סוף סוף עדויות לרוח חזקה הנושבת מהחור השחור הסופר-מאסיבי במרכז שביל החלב, קשת איי* (Sagittarius A*).
8 צפייה בגלריה
תמונה מורכבת בה ניתן להבחין בעדויות לרוח הנושבת הרחק מהחור השחור הסופר-מאסיבי הממוקם במרכז גלקסיית שביל החלב. הנקודה הלבנה במרכז התמונה מציגה את החור השחור. בכתום מוצגים נתונים מטלסקופי הרדיו בצ'ילה (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array), הממפים את מיקום הגז הקר המורכב מפחמן חד-חמצני. בכחול מוצגים נתוני רנטגן מטלסקופ החלל צ'נדרה של נאס"א
(צילום: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski/ESO/NAOJ/NRAO/ALMA/SAO/K. Arcand and P. Edmonds)
על פי הפיזיקה התאורטית וההבנה המקובלת זה מכבר של התפתחות גלקסיות, כאשר חורים שחורים צורכים חומרים, הם אמורים לייצר רוח או סילונים. אפילו כמות קטנה של גז הנשאבת לתוך חור שחור אמורה לייצר מספיק אנרגיה כדי לדחוף חומר החוצה. ללא רוח, נראה היה שהחור השחור שנמצא במרחק של כ-26 אלף שנות אור מכדור הארץ ובעל מסה מוערכת של כ-4 מיליון מסות שמש, הוא חריג מסוגו.
כעת, במחקר שפורסם בכתב העת The Astrophysical Journal Letters, סופקה התמונה המפורטת ביותר עד כה על האופן שבו קשת איי* מקיים אינטראקציה עם סביבתו ומשנה אותה – פתרון אחת התעלומות הוותיקות ביותר באסטרונומיה. התגלית פותחת צוהר חדש לפיזיקה הפועלת במרכז שביל החלב.
8 צפייה בגלריה
תמונה מורכבת של מרכז שביל החלב, המשלבת נתוני רדיו מ-ALMA ונתוני קרני רנטגן מטלסקופ החלל צ'נדרה
(צילום: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski/ESO/NAOJ/NRAO/ALMA/SAO/K. Arcand and P. Edmonds)
8 צפייה בגלריה
מרכז שביל החלב מטלסקופי הרדיו ALMA (מערך מילימטר/תת-מילימטר גדול) בצ'ילה
(צילום: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski/ESO/NAOJ/NRAO/ALMA/SAO/K. Arcand and P. Edmonds)
8 צפייה בגלריה
מרכז שביל החלב, כפי שנצפה על ידי טלסקופ החלל צ'נדרה של נאס"א
(צילום: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski/ESO/NAOJ/NRAO/ALMA/SAO/K. Arcand and P. Edmonds)
"חור שחור חייב לייצר רוח, אלא אם כן הוא קיים בוואקום מושלם – דבר שלא קיים ביקום. זו הפעם הראשונה שהוצגה בפנינו תמונה ברורה מספיק כדי להבחין ברוח אותה כולם מחפשים מזה חצי מאה", אמר ד"ר מארק גורסקי, אסטרונום החוקר את התפתחות הגלקסיות מאוניברסיטת נורת'ווסטרן. "היינו הראשונים שהראו שגז מולקולרי קרוב מאוד מאוד לחור השחור מזין אותו", הוסיפה ד"ר לנה מורצ'יקובה, מומחית לאסטרופיזיקה של חורים שחורים מהמחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת נורת'ווסטרן. "הרוח אינה חזקה, וכיוונה כנראה משתנה עם הזמן. זה מראה שהחור השחור של שביל החלב אינו ייחודי, ומקומנו ביקום אינו ייחודי".
למרות שחורים שחורים ידועים לשמצה בכך שהם בולעים כל דבר שמתקרב לסביבתם, הם לא רק שואבים חומר פנימה, אלא גם פולטים אותו החוצה. במשך עשרות שנים, תיאורטיקנים ניבאו שכל החורים השחורים הניזונים באופן פעיל משגרים זרימות חזקות החוצה. כאשר חומר מסתחרר פנימה לעבר חור שחור, הוא נע מהר יותר ויותר – עד שהוא מתקרב למהירות האור. זה יוצר מספיק אנרגיה ולחץ כדי לפלוט חלק מהחומר החם והמהיר החוצה בצורת רוחות או סילונים.
8 צפייה בגלריה
נתונים מטלסקופי הרדיו Atacama Large Millimeter/submillimeter Array בצ'ילה, הממפים את מיקום הגז הקר המורכב מפחמן חד-חמצני
(צילום: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski/ESO/NAOJ/NRAO/ALMA/SAO/K. Arcand and P. Edmonds)
8 צפייה בגלריה
תצפית של טלסקופ החלל צ'נדרה של נאס"א
(צילום: NASA/CXC/Northwestern Univ./M. Gorski/ESO/NAOJ/NRAO/ALMA/SAO/K. Arcand and P. Edmonds)
צוות המחקר סבור שהחיפוש רב השנים אחרי זרימות מתוך החור השחור הסופר-מאסיבי של שביל החלב נובע מכך שהוא נמצא בשלב שקט יותר בהשוואה לחורים שחורים סופר-מאסיביים מרכזיים בגלקסיות אחרות, מה שמאתגר את התצפיות עליו. "כדי לצפות בחור השחור שלנו, עלינו להסתכל דרך מישור הגלקסיה שלנו", אמרה ד"ר מורצ'יקובה. "זה אומר שעלינו להציץ דרך גז, אבק ומבנים מיוננים, ואי אפשר באמת לראות דרך כל זה בקלות".
חמש שנים של תצפיות עמוקות במיוחד ממערך של 66 טלסקופי הרדיו Atacama Large Millimeter/submillimeter Array בצ'ילה נדרשו לד"ר גורסקי וד"ר מורצ'יקובה על מנת לבנות את התמונה החדה ביותר אי פעם של גז מולקולרי קר המקיף את החור השחור. התמונה שיקפה את הגז הממוקם קרוב להפליא לקשת איי* - במרחק פארסק אחד בלבד (כשלוש שנות אור) מהחור השחור. לאחר מכן, השניים יישמו שיטת כיול כדי להסיר את אותות הרדיו הבהירים של החור השחור. התמונה המתקבלת עמוקה פי 100 וחדה פי 80 ממפות קודמות של האזור. עם רמת פירוט זו, נחשפו מבנים שהיו בלתי נראים בתצפיות קודמות.
8 צפייה בגלריה
גלקסיית שביל החלב משתרעת על פני שמי הלילה במדבר אטקמה שבצ'ילה
(צילום: Esteban Felix/AP)
אבל מאפיין אחד שנחשף לאחרונה ושהיה חד משמעי הותיר את השניים המומים. חלל עצום בצורת חרוט – כמעט פארסק אחד באורך ו-45 מעלות ברוחב – היה נטול גז מולקולרי קר. לדברי החוקרים, רק רוח חמה ואנרגטית הנושבת מקשת איי* יכלה ליצור את האזור הזה, שכן היא דחקה את החומר הקר או חיממה אותו.
לפני שהכריזו כי פתרו את התעלומה בת עשרות השנים, המשיכו שני החוקרים לנתח נתונים כדי לבסס עוד יותר את ממצאיהם. טלסקופ החלל צ'נדרה של נאס"א איתר בעבר פליטות קרני רנטגן בהירות באותו אזור בדיוק. באותו מיקום בו הופיעו קרני הרנטגן הבהירות, הופיע אזור חלול בצורת חרוט שבו חסר גז קר. בנוסף, חישבו השניים כי כוכבים סמוכים לא יכלו לייצר מספיק אנרגיה כדי ליצור את החלל בצורת החרוט בו הבחינו. בהתבסס על גודל החלל והשפעותיו על גז סמוך, העריכו מחברי המחקר שהרוח פעילה במשך 20 אלף שנים לפחות.
