תופעת קוסמית קרובה מפעילה קרני גמא עוצמתיות לחלל

גילוי מרגש באסטרונומיה: מקור קרינה רבת עוצמה סמוך אלינו הופר את ההנחות הקודמות לגבי מקורות הקרינות האלה

חוקרים גילו כעת מקור חדש ומרתק של קרינת גמא בעוצמה גבוהה, שנמצא קרוב יחסית לכדור הארץ — תגלית שמאתגרת את ההבנות הישנות שלנו לגבי האזורים שבהם נוצרות קרינות אנרגטיות כל כך. מקור זה הוא מיקרוקוואזר קטן שממקמו במערכת הכוכבים שלנו, ומוכיח כי גם חורים שחורים קטנים יחסית יכולים להפריש קרינה עזה, בדומה לקוואזרים גדולים ומרוחקים הרבה יותר.

<ג ה>הגילוי על מיקרוקוואזר V4641 Sagittarii<ג ה> תופס תאוצה משמעותית בתחום, כיוון שממוקם במרחק של כ-20 אלף שנות אור מכדור הארץ, במפלצת באטלס סגיטרי, אחת מהקבוצות היפות והמרהיבות של הכוכבים בשמי המו"ף. מערכת זו היא מערכת בינארית שבה חור שחור, שהמסה שלו היא פי שישה מזו של השמש שלנו, שואב חומר מכוכב שכן שמסתו היא פי שלושה מזו של השמש. תהליך זה יוצר סינרגיה עזה של אנרגיה ואור, שיכולה לייצר קרינה חזקה מאוד ולכן מהווה סביבה שמקבילה למאיץ חלקיקים קוסמי.

במהלך תהליך הבליעה, החור השחור מייצר קרינה כה עזה שהיא מזכירה את אנרגיית המאג'מה של מאיצי חלקיקים עצומים בחלל. חוקרים הצליחו לתעד photon (פוטון) המגיע ממיקרוקוואזר זה עם אנרגיות הגבוהות עד 200 טרהאלקטרו-ולט, כלומר פי 200 טריליון מאורכי הגל הנראים לעין — תוצאה שמקנה לנו פרספקטיבה חדשה על יכולות ההולדה של אנרגיה עזה על ידי חורים שחורים קטנים יחסית.

סברינה קאסאנובה, אסטרופיזיקאית במכון לפיזיקת גרעין של האקדמיה הפולנית למדעים, מציינת כי "בדרך כלל, הפוטונים הנצפים ממיקרוקוואזרים נושאים אנרגיות נמוכות יותר משמעותית מאלה של קוואזרים. אבל הפעם ראינו משהו פשוט מדהים: פוטונים שמגיעים ממרכז הגלקסיה שלנו, שמכילים אנרגיות עשרות אלפי מונים יותר ממה שמקובל במיקרוקוואזרים אחרים."

גלויים מרהיבים בזיהוי קרינת גמא בעוצמה גבוהה

הגילוי המדהים לא היה אפשרי ללא תפקידו המשמעותי של מכשיר HAWC — רשות ההולכת ומתקדמת של מצפה כוכבים במים בעמק המים הגבוה במקסיקו. המתקן כולל 300 טנקים גדולים המלאים במים מזוקקים, ומתוכנן לזהות חלקיקים אנרגטיים המגיעים מן החלל. כאשר חלקיקים אלה חודרים למים, הם יוצרים תאוריית קרינה שנקראת "קרינת שרנתיובק" (Cherenkov Radiation), שנקלטת על ידי חיישנים רגישים, ומאפשרת לחוקרים לעקוב אחר מקורות החלקיקים ועוצמותיהם.

Xiaojie Wang, פיזיקאי המעורב באנליזה של הנתונים, מוסיף: "עד היום, לא זוהה ולא נוהל ניתוח כלשהו על מקורות של קרינת גמא באזור זה, ולכן ניצלתי את ההזדמנות והובלתי את המחקר." באמצעות המאמצים הללו, הצליחו למדוד ולזהות את V4641 Sagittarii כמקור משמעותי לקרינות גמא בעוצמות שהיו מקושרות בעיקר לקוואזרים — אותם אובייקטים עצומים ומרוחקים יותר.

משמעות המחקר וההשלכות העתידיות

ממצאים אלה פותחים דף חדש בהבנת התהליכים הקוסמיים שמאפשרים יצירת קרינה כה עזה משום חורים שחורים. העובדה שמקור כזה קיים קרוב אלינו, ושהוא מסוגל להפיק קרינה בעוצמות שטרם נראו במיקרוקוואזרים, מאששת כי ייתכן כמובן גם תיקים נוספים ומפתיעים בחקר היקום הסביבתי שלנו. מגילוי זה ניתן להסיק שהדינמיקה שבין חורים שחורים קטנים ליצירת קרינות עלולה להיות הרבה יותר מגוונת ולעיתים קרובות יותר עזה ממה שהאמנו.

בעוד שחקרים עתידיים ותחומי בפיזיקה ובאסטרונומיה ימשיכו לבחון תחיזות וסוגיות שונות הקשורות למנגנוני היצירה של קרינות בעוצמה גבוהה, גילוי זה משמש הוכחה שאנו עדיין רחוקים מלהבין את כל סודות היקום. הקרינה שנפלטה מ-V4641 Sagittarii, שמגיעה כיום אלינו מעומק היקום הקרוב, היא הוכחה לכך שהעולם הזה מלא בהפתעות ואפשרויות שאולי דווקא במקום שנראה קטן ופשוט, מסתתר פתרון גדול ומשמעותי להבנת היקום שלנו.