בניגוד לשמש שלנו, חלק מהכוכבים הגדולים ביותר ביקום אינם פועלים לבדם, אלא נולדים יחד עם כוכב נוסף במערכת הנקראת מערכת בינארית (כוכב כפול) - ונגזר עליהם לבלות את חייהם כשהם קשורים זה לזה בכוח הכבידה, מעין נישואים קוסמיים. אבל אפילו הנישואים הטובים ביותר - בכדור הארץ או בחלל - אינם נמשכים לנצח.
כעת, מדענים גילו לראשונה עדויות לשני כוכבים מסיביים ממערכת בינארית, שהתפוצצו בעוצמה בתוך פרק זמן קצר יחסית. כל אחד מהם הותיר אחריו ענן זוהר של גז, המכונה ערפילית. פיצוצים כוכביים כאלה נקראים סופרנובות. אחת משתי הערפיליות הללו היא מהידועות ביותר בשביל החלב שלנו. היא מכונה ערפילית המדוזה (Jellyfish Nebula), בשל הדמיון החיצוני שלה ליצור הימי בעל הזרועות.
באמצעות יותר מ-16 שנות תצפיות של טלסקופ החלל של נאס"א לחקר קרני גמא פרמי, החוקרים מצאו עדויות לערפילית שנייה הנמצאת יחסית בקרבת מקום. התגלית סייעה להציב את ערפילית המדוזה בהקשר הנכון שלה - כחלק מאסון כפול שהתרחש בחלל.
החוקרים סבורים כי ערפילית המדוזה, ששמה הרשמי IC 443, נוצרה כאשר כוכב שמסתו הייתה גדולה בערך פי 15 עד 25 ממסת השמש התפוצץ בסוף מחזור חייו. הם מעריכים כי הערפילית השנייה, ששמה הרשמי G189.6+3.3, נוצרה בעקבות התפוצצותו של הכוכב שהיה בן זוגו במערכת הבינארית - כוכב שמסתו הייתה לפחות פי 20 ממסת השמש.
במהלך חייהם, שני הכוכבים היו ככל הנראה בהירים לפחות פי עשרות אלפים מהשמש. לאחר ההתפוצצויות, ייתכן ששניהם הפכו לשאריות כוכביות צפופות המכונות כוכבי נייטרונים. שתי הערפיליות נמצאות במרחק של כ-6,000 שנות אור מכדור הארץ, בקבוצת הכוכבים תאומים.
"הזדמנות נדירה"
התגלית עשויה לספק תובנות חדשות על מערכות בינאריות המורכבות מכוכבים מסיביים. "המערכת הזו מספקת הזדמנות נדירה לשחזר את ההיסטוריה האבולוציונית המלאה של מערכת בינארית מסיבית - מלידתם ומהאינטראקציה בין שני כוכבים מסיביים, דרך שתי התפוצצויות הסופרנובה, ועד לשאריות שהם הותירו אחריהם", אמר מילטיאדיס מיכאילידיס, חוקר בתר-דוקטורט במחלקה לפיזיקה באוניברסיטת סטנפורד והמחבר הראשי של המחקר, שפורסם אמש (יום ג') בכתב העת Nature Communications.
"אף שרוב הכוכבים המסיביים נולדים במערכות בינאריות, עד היום לא זוהה שום זוג שבו שני הכוכבים התפוצצו כסופרנובות והותירו אחריהם שאריות שניתן לצפות בהן", הוסיף מיכאילידיס.
לדברי החוקרים, חלק מהכוכבים המסיביים אף נולדים במערכות הכוללות שלושה כוכבים או יותר. הם הוסיפו כי שתי הערפיליות הן מבנים מתפשטים של גז חם, חלקיקים מואצים וחומר בין-כוכבי שעבר זעזוע, אשר נותרו לאחר התפוצצויות הסופרנובה.
שארית הסופרנובה ערפילית המדוזה (בצד ימין)
(צילום: NASA Goddard Space Flight Center and M. Michailidis et al. 2026; optical: DSS; infrared: NASA/WISE/JPL-Caltech/UCLA; ultraviolet: NASA/Swift/Handout via REUTERS)
כוכבים מסיביים חיים כמו כוכבי רוק - נולדים בוהקים, חוגגים בעוצמה ומתים צעירים. הם חיים כמה מיליוני שנים בלבד - בניגוד גמור לתוחלת החיים הצפויה של השמש, העומדת על כ-10 מיליארד שנים. "מערכות כמו זו יכולות לספק מגבלות תצפית ישירות על האופן שבו התפתחותם של כוכבים מסיביים משתנה בעקבות נוכחותו של בן זוג במערכת בינארית - אחת השאלות המרכזיות שעדיין נותרו פתוחות באסטרופיזיקה של כוכבים", אמר מיכאילידיס. "עד היום, ההבנה שלנו לגבי שלבים אבולוציוניים סופיים אלה התבססה כמעט לחלוטין על מודלים תאורטיים ועל סימולציות ממוחשבות".
הכוכב הקשור לערפילית החדשה שזוהתה הוא זה שהתפוצץ ראשון, והפיצוץ גרם לכוכב השני להיטלטל ממסלולו. החוקרים מעריכים כי חלפו בין כ-20 אלף ל-110 אלף שנים בין שתי ההתפוצצויות. "הפיצוץ הראשון שיבש את המערכת הבינארית, והכוכב שנותר המשיך לנוע בחלל עד שגם הוא התפוצץ", אמר מיכאילידיס.
שני הכוכבים הקיפו זה את זה בעבר במרחק קטן מאוד - אולי מרחק של כמה כפולות בלבד מהמרחק בין כדור הארץ לשמש. אולם כיום, מרכזי שתי הסופרנובות נמצאים במרחק של 30 עד 50 שנות אור זה מזה. כאשר המערכת הבינארית הייתה עדיין שלמה, הכוכבים היו כה קרובים זה לזה, עד שייתכן שהתרחש תהליך המכונה העברת מסה - שבו חומר זורם מכוכב אחד אל בן זוגו.
לדברי מיכאילידיס, עדיין לא ברור אם ההתפוצצות של הכוכב הראשון היא שגרמה באופן ישיר להתפוצצות בן זוגו. "עד שהתרחשה הסופרנובה הראשונה, ייתכן שהכוכב השני כבר היה קרוב מאוד לסוף חייו", הוא אמר.
