האם ייתכן קשר ישיר בין שני אובייקטים המרוחקים זה מזה שנות אור? לאחרונה גילו מדענים פעימות קרני גמא מסתוריות הבוקעות מענן גז בין-כוכבי. אך המסתורין התעצם כאשר התגלה שהענן התמים-למראה פועם בדיוק בקצב הסיבוב של חור שחור סביב עצמו – ממצא שמעיד על קשר כלשהו בין שני האובייקטים. במחקר, שהתפרסם אתמול בכתב העת Nature Astronomy, החוקרים מודים שאין להם הסבר להשפעת החור השחור על הענן – המרוחק ממנו כ-100 שנות אור.
צוות החוקרים הבינלאומי, הכולל מדענים מגרמניה, מספרד, מסין ומארה"ב, סרק בשיטתיות נתונים מעשר שנות תצפיות של טלסקופ החלל פרמי של נאס"א. פרמי, שצופה בהתפרצויות אלקטרומגנטיות בתחום הגמא, כלומר אור באורכי הגל הקצרים, עקב במשך שנים אחר מערכת כוכבים בשם SS 433, הנמצאת בקבוצת הכוכבים נשר ומרוחקת כ-15,000 שנות אור מגלקסיית שביל החלב.
המערכת SS 433 מפורסמת במוזרותה. היא מורכבת מכוכב ענק שמסתו כ-30 פעמים מסת השמש שלנו וחור שחור שמסתו בין 10 ל-20 ממסת השמש. הכוכב והחור השחור משלימים הקפה זה סביב זה מדי 13 יום, כאשר תוך כדי הריקוד השמיימי שלהם – החור השחור שואב חומר מהכוכב הענק, מה שהופך אותו לקוואזר. וליתר דיוק, מיקרו-קוואזר.
קוואזרים הם חורים שחורים על-מסיביים ופעילים, כלומר זוללים. מאחר שהחומר שנשאב לתוך החור השחור מואץ ומתחמם קודם בדיסקת ההאצה סביב החור השחור, חורים שחורים כאלה פולטים קרינה כמו קרינת גמא וקרינת רדיו. מכאן גם נובע שמם: quasi-stellar radio source, או "מקור רדיו דמוי-כוכבי".
הקוואזרים האדירים שוכנים במרכזן של גלקסיות צעירות, והם מגרמי השמיים העתיקים ביותר הידועים למדע. המסה שלהם יכולה להגיע גם ל-800 מיליון פעמים מסת השמש שלנו. במסה של 10 עד 20 פעמים המסה של השמש שלנו, SS 433 הוא גרסה מיניאטורית של אותם קוואזרים גלקטיים, אבל העיקרון הוא אותו עיקרון: החומר ש-SS 433 שואב מבן לווייתו מואץ בדיסקת האצה מסביב לחור השחור, בדומה למערבולת המים שנוצרת בתחתית הכיור. כתוצאה מההאצה, חלק מהחומר לא שוקע לתוך החור השחור – אלא נפלט בשני סילונים הופכיים, משני צדי הדיסקה.
אלא ששני הסילונים אינם יציבים לחלוטין – הם נוקפים עם סיבוב החור השחור סביב צירו, בדומה לסיבוב ידית של סביבון שאינה נותרת ישרה, אלא מיטלטלת בעצמה במעגלים. סילוני החור השחור במערכת SS 433 משלימים מעגל וחוזרים לנקודת המוצא שלהם מדי 162 ימים, וכך אנו יודעים גם שזהו זמן הסיבוב של החור השחור עצמו סביב צירו.
סרטון הדמיה הממחיש את הממצאים המפתיעים ממערכת SS 433 – ומהענן הסמוך לה. קרדיט: DESY, Science Communication Lab
מערכת ייחודית ללא הסבר
כעת, החוקרים זיהו בנתוני טלסקופ החלל פרמי פליטה מחזורית נוספת של קרני גמא, שזכה לשם הסידורי Fermi J1913+0515. אותו ענן גז ואבק בין-כוכבי רגיל, המרוחק כ-100 שנות אור מהחור השחור אך מחזוריות פליטת הקרינה שלו תואמת במדויק את זו של החור השחור במערכת SS 433: אחת ל-162 יום. יצוין כי הענן אינו נמצא כלל בכיוון הסילונים, כך שמדובר בשתי פליטות נפרדות – כלומר הענן אינו מואר מאחור על ידי סילוני החור השחור.
אז מה גורם לפעימות הלב של ענן הגז להסתנכרן עם מחזור סיבוב סילוני החור השחור המרוחק כל כך? החוקרים לא בטוחים. לפי השערה אחת, פרוטונים מהירים מקצות הסילונים או מדיסקת ההאצה של החור השחור נפלטים הצידה, מתנגשים בעוצמה באטומי הגז בענן שבתגובה פולט קרינה גמא. אבל כאמור, זאת השערה בלבד. מערכת SS 433 היא מערכת ייחודית, והתגלית החדשה אינה מוסברת לפי המודלים המקובלים. בשנים הקרובות בכוונת החוקרים לערוך תצפיות נוספות על פעימות הלב המשונות הללו.
