הגז המקיף את קשת A* – החור השחור העל-מאסיבי המצוי במרכז גלקסיית שביל החלב – התגלה כעשיר במתכות. העשרה זו במתכות נובעת ככל הנראה מכוכבים שהתפוצצו ושחררו חומר אל סביבת החור השחור לאורך זמן. צוות מחקר בינלאומי גילה כי הרכב הגז הזה דומה לזה של רבים מהכוכבים הנמצאים במסלול סביב החור השחור המרוחק כ-26 אלף שנות אור מכדור הארץ, דבר המרמז כי ייתכן שהגז והכוכבים נוצרו יחד.
גלריה
מערבולת מסתחררת של גז לוהט זוהרת באור תת-אדום, ומציינת את מיקומו המשוער של קשת A*
(צילום: NASA, ESA, SSC, CXC, STScI)
גז המסתחרר סביב מרכז הגלקסיה שלנו. האנימציה מציגה את הגז באורכי גל שונים בתחום התת-אדום, ומדגימה כיצד הוא נע סביב החור השחור העל-מאסיבי קשת A*, המסומן בכוכב לבן
(צילום: JWST, NASA, STScI, CSA, ESA, ESO/VLT)
קשת A*, שמסתו מוערכת בכ-4 מיליון מסות שמש, קרוב יותר לכדור הארץ, מה שמקל על הצפייה בו, ביחס לכל חור שחור על-מאסיבי אחר. החוקרים ציינו כי ממצאים אלה עשויים לקדם את ההבנה לגבי האופן שבו מתכות מתפלגות סביב חורים שחורים על-מאסיביים בגלקסיות רחוקות יותר, וכן לגבי התהליכים שסיפקו לכדור הארץ רבים מיסודות אלה.
באסטרונומיה, המונח "מתכות" כולל כל יסוד (כגון פחמן, חמצן, ברזל או זהב) הכבד מהליום ומימן. לדברי החוקרים, נוכחותן של מתכות אלו משפיעה על המהירות שבה גזים מתקררים, מה שבתורו משפיע על הקלות שבה הגז יכול להישאב אל תוך חור שחור. "אנו יודעים שבמרכז הגלקסיה שלנו נמצא חור שחור השואב אליו חומר, אך אנו רואים שהוא בולע פחות חומר – ובקצב איטי יותר – בהשוואה לחורים שחורים על-מאסיביים אחרים", אמרה ניקול פורד, דוקטורנטית במחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת מקגיל במונטריאול, שנמנתה עם צוות המחקר. "כדי להבין מדוע זה קורה, עלינו לבחון, בין היתר, את תכונות החומרים הזמינים לו לצריכה – בהם גז, אבק וכוכבים הסובבים סביבו".
שלוש תצפיות על מרכז הגלקסיה שלנו באור תת-אדום, כאשר מיקומו של החור השחור העל-מאסיבי קשת A* "סגיטריוס מסומן בכוכב לבן. משמאל לימין, התמונות מתמקדות באזור ומציגות אותו באורכי גל שונים
(צילום: JWST, NASA, STScI, CSA, ESA, ESO/VLT, Rainer Schödel (Dinh et al., 2024))
החור השחור העל-מאסיבי קשת A*
(צילום: EHT Collaboration/Cover Images/Reuters)
טלסקופ החלל ג'יימס ווב
(הדמיה: Dima Zel/Shutterstock)
המחקר נערך באמצעות נתונים שנאספו על ידי טלסקופ החלל ג'יימס ווב, ששוגר לפני חמש שנים. הטלסקופ מודד אור תת-אדום בטווח רחב של אורכי גל, ברזולוציה ספקטרלית ומרחבית חסרת תקדים. יכולת זו אפשרה לצוות החוקרים לזהות במחקרם, שפורסם בכתב העת The Astronomical Journal, את החתימות התרמיות של ענני גז רבים המקיפים את החור השחור שבמרכז הגלקסיה שלנו. כמו כן, היא אפשרה להם למדוד במדויק את הרכב המתכות בכל אחד מענני הגז.
הממצאים החדשים מרחיבים את ההבנה של סביבת קשת A* ומדגישים את חשיבות הרכב הגז בקביעת האופן שבו חומר מתקרב לחור שחור ונבלע בו. העושר במתכות והדמיון בין הרכב הגז לזה של כוכבים סמוכים עשויים לספק רמזים לקשרים בין אוכלוסיית הכוכבים במרכז הגלקסיה לבין החומר המקיף את החור השחור. בהמשך, השוואת הממצאים לתצפיות בחורים שחורים רחוקים יותר עשויה לסייע לחוקרים להבין מדוע חלקם צוברים חומר בקצב מהיר יותר מאחרים, וכיצד יסודות כבדים שנוצרו בכוכבים מתפזרים ברחבי היקום.
