צוות בינלאומי של אסטרונומים זיהה נקודה אדומה בהירה במיוחד ביקום המוקדם. העצם מזכיר כוכב עצום, שגודלו בערך כגודל מערכת השמש שלנו. אך הוא גם פולט אנרגיה הגדולה פי 100 מיליארד מזו שכל כוכב מוכר מסוגל לייצר מבחינה פיזיקלית. למעשה, רמות אנרגיה שכאלה קרובות יותר לאלו שעשוי לייצר חור שחור.
גלריה
הדמיה של "כוכב חור שחור", נקודה אדומה בהירה במיוחד ביקום המוקדם שנראית כסוג חדש של עצם אסטרופיזיקלי. היא דומה לכוכב עצום, אך ייצור האנרגיה שלה קרוב יותר לזו שיכול לייצר חור שחור
(איור: Jose-Luis Olivares, MIT)
השילוב המוזר מרמז שהנקודה האדומה היא סוג חדש לגמרי של מקור אסטרופיזיקלי. האסטרונומים מכנים אותה "כוכב חור שחור". במחקר שפורסם בכתב העת Nature, הוצגו ממצאי ניתוח העצם החדש, שהתגלה באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א. הטלסקופ זיהה את הנקודה האדומה הבוהקת ביקום המוקדם מאוד, רק 660 מיליון שנים לאחר המפץ הגדול.
החוקרים מסיקים כי ההסבר הסביר ביותר לנקודה האדומה המוזרה הוא שמדובר בתערובת של חור שחור וכוכב – שילוב שמעולם לא נצפה עד כה. סביר להניח שהעצם הוא ענן גז דחוס ביותר, המונע לא על ידי היתוך גרעיני רגיל, אלא על ידי חור שחור מרכזי. "התמונה שלנו לגבי העצם הזה משתנה במהירות רבה", אמר ד"ר רוהאן נאידו, מהמכון לאסטרונומיה של אוניברסיטת הוואי, שנמנה עם מחברי המחקר. "אנו סבורים שקיים בו חור שחור מרכזי שמסתו גדולה פי 100 אלף מזו של השמש. סביב חור שחור זה משתרעת מעטפת גז נרחבת ביותר, הנראית כמו כוכב בגודל מערכת השמש".
מימין לשמאל: כוכב חור שחור, חור שחור שצובר חומר מסביבתו וכוכב רגיל כמו במערכת השמש
(איור: Rohan Naidu (University of Hawai'i))
אם הנקודה האדומה הבוהקת היא אכן כוכב חור שחור, הדבר עשוי לסייע בפיענוח זהותן של "נקודות אדומות קטנות" ומסתוריות אחרות, שהופיעו כמעט בכל תמונה של החלל העמוק שצילם טלסקופ ג'יימס ווב עד כה. "נראה שהנקודות האדומות הקטנות הללו נמצאות בכל מקום ביקום המוקדם, אך למעשה רב הנסתר על הגלוי לגביהן", אמר ד"ר נאידו. "מה בדיוק הם העצמים האלה היה אחד הנושאים השנויים ביותר במחלוקת בעידן טלסקופ החלל ג'יימס ווב".
למעשה, ד"ר נאידו ועמיתיו לא התכוונו למצוא כוכב חור שחור. הם חיפשו את הגלקסיות הרחוקות והמוקדמות ביותר כחלק מסקר ממוקד שביצעו. הצוות השתמש ביכולותיו של טלסקופ החלל המתקדם של נאס"א כדי להסתכל אל החלל העמוק, עוד כשהיקום היה בן כמה מאות מיליוני שנים. מטרתם הייתה לחפש גלקסיות שנוצרו בפועל באותם זמנים מוקדמים. "כשאנו מבחינים בעצם אדום מאוד ביקום, אנו מניחים לעיתים קרובות שהוא מוקף באבק, כגון פיח או אפר", הסביר ד"ר רוברט אנדרו סימקו, מנהל המכון לאסטרופיזיקה ולחקר החלל ע"ש קאוולי במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, שנמנה עם צוות החוקרים. "בדומה לאופן שבו העשן משריפות יער בקנדה גרם לאחרונה לשמיים בבוסטון להיצבע באדום בוהק, גם עצמים אסטרונומיים עשויים להיראות אדומים יותר מצבעם האמיתי כאשר צופים בהם מבעד למסך של אבק".
כוכב החור השחור MoM-BH*-1, כפי שהתגלה על ידי טלסקופ החלל ג'יימס ווב
(צילום: NASA, ESA, CSA, STScI, DAWN JWST Archive, PRIMER Survey (PI: James Dunlop), Rohan Naidu (University of Hawai'i))
טלסקופ החלל ג'יימס ווב
(הדמיה: Dima Zel/Shutterstock)
הצוות גם הבחין בדפוס מוזר נוסף: אור הנקודה היה בהיר ביותר, למעט מתחת לאורכי גל מסוימים, שם האור נעלם לחלוטין. וגה, אחד הכוכבים הבהירים ביותר בשמי הלילה, מראה בדיוק דפוס זה. יתרה מכך, אור הנקודה האדומה כמעט ולא הכיל שום סימן של מתכות או יסודות אחרים מלבד מימן והליום. "זה היה באמת ייחודי במובנים רבים כל כך", ציין ד"ר נאידו.
כדי לפענח מה עשוי להיות מקורה של הנקודה האדומה, הצוות ביצע סימולציות של תרחישים שונים, במטרה לבדוק איזה שילוב של מאפיינים אסטרופיזיקליים עשוי להניב את הצבע הייחודי של הנקודה. הסימולציות שלהם הצביעו על כך שהנקודה האדומה עשויה להיות מקור אנרגיה עוצמתי, מוקף במעטפת מימן צפופה ביותר. אילו כך היו פני הדברים, הרי שזה היה מסביר את היעלמות האור החלקית ואת היעדר היסודות (מלבד מימן והליום). עם זאת, זה לא היה מסביר את הבהירות הקיצונית של העצם. "יש משהו שנראה קצת כמו כוכב, אבל בהיר פי 100 מיליארד", אמר ד"ר נאידו. "משמעות הדבר היא שהמקור לאנרגיה שלו אינו היתוך גרעיני – אותו מקור אנרגיה העומד בליבם של כל הכוכבים המוכרים לנו".
חורים שחורים, לעומת זאת, מייצרים אנרגיה באופן שגרתי בקני מידה שהצוות צפה בהם. מהסימולציות שביצעו, גילו החוקרים את ההתאמה הקרובה ביותר והסיקו שהתרחיש הסביר ביותר העומד מאחורי הנקודה האדומה הוא היותה כוכב חור שחור. הצוות העניק לעצם את השם MoM-BH*-1. למרות שעצמים אלה אינם בהירים כמו MoM-BH*-1, החוקרים סבורים שכוכבי חורים שחורים עשויים להסביר רבות מהנקודות האדומות הקטנות האחרות המופיעות בתמונות של טלסקופ החלל ג'יימס ווב. "מה שמיוחד ב-MoM-BH*-1 הוא שכוכב החור השחור למעשה מאפיל לחלוטין על הגלקסיה המארחת שסביבו, כך שאנו רואים אור שמקורו הטהור הוא כוכב החור השחור", סיכם ד"ר נאידו.
