סופר מאסיבי- טיטאנים קוסמיים עם מסות של פי 100,000 עד מיליארדי מסה של השמש - הם בין התופעות המפחידות ביותר ביקום. הרמות השמימיות הללו יכולות לכלות כוכבים שלמים ולשחרר זרמים של קרינה עוצמתית הנראית למרחקים קוסמיים עצומים. עם זאת, במחקר שנערך לאחרונה, החוקרים הבחינו במשהו חסר תקדים לחלוטין: זוג חורים שחורים סופר מסיביים זוללים ענן גז עצום שלא דומה לאף מדעני ארוחה שמימית שראו אי פעם.
תגלית זו, שהתאפשרה על ידי אות קרינה מוזר, מציעה תובנה חדשה לגבי התנהגותם של הענקים הקוסמיים הללו ויחסיהם עם הגלקסיות שבהן הם חיים.
"האור שנפלט מהמערכת מראה תבנית תנודה שחוזרת על עצמה כל 60 - 90 יום, וזו הפעם הראשונה שסוג כזה של וריאציה נצפה בגרעין גלקטי פעיל."לורנה הרננדס-גרסיה, אסטרופיזיקאי במכון המילניום לאסטרופיזיקה ובאוניברסיטת ואלפראיסו בצ'ילה ומחבר ראשי של מחקר חדש על החורים השחורים הרעבים, סיפר ל- Live Science באמצעות דואר אלקטרוני. "דפוס זה נצפה בקרני רנטגן, אולטרה סגול ותדרים אופטיים, מה שהופך את המערכת הזו לייחודית."
בוחנים את האות המסתורי
האות, המיועד AT 2021hdr, זוהה לראשונה במרץ 2021 על ידי מתקן המעבר Zwicky, סקר אופטי חזק מבוסס קרקע. מקורו בגלקסיה הידועה בשם 2MASX J21240027+3409114, הממוקמת במרחק של כמיליארד שנות אור משם, בקבוצת הכוכבים הצפונית Cygnus.
קָשׁוּר:
בהתחלה, מדענים חשדו שהאות עשוי להיות קשור לתופעות מוכרות יותר, כמו סופרנובה או, כלומר כאשר חור שחור קורע כוכב. עם זאת, האות הציג דפוס תנודת בהירות יוצא דופן ביותר שלא נצפה באירועים כאלה. אנומליה מסקרנת זו גרמה לצוות המחקר לחקור את האות לעומק יותר.
"ראינו כיצד האור של המערכת משתנה עם הזמן, במשך יותר מארבע שנים, באמצעות מכשור רב-גל", הסביר הרננדס-גרסיה. "המחקר כולל תצפיות עם לוויין סוויפט (קרני רנטגן ואולטרה סגול), מתקן חולף Zwicky (אופטי), מערך בסיס ארוך מאוד (רדיו), וטלסקופים אופטיים בספרד, מקסיקו והודו".
תצפיות אלו, שהקיפו טווח רחב של אורכי גל, אישרו את המסקנה המוקדמת שמקור האות לא היה מוכר. למשל, פליטת קרני הרנטגן שלו הייתה אינטנסיבית מכדי להיות מוסברת על ידי מועמדים קונבנציונליים שהצוות שקל. ללא אותות דומים שינחו אותם, החוקרים פנו למודלים תיאורטיים כדי לפתור את התעלומה. הם שיערו שהקרינה הופקה על ידי זוג חורים שחורים סופר מסיביים הצורכים ענן עצום של גז גלקטי - תרחישנחקר בעברבאמצעות הדמיות מחשב.
בהתבסס על הדמיית האינטראקציה של החורים השחורים זה עם זה ועם ענן גז, הצוות מצא שהאות שהם חקרו מתאים היטב לתחזיות של המודל הממוחשב - אם לזוג החורים השחורים העל-מסיביים ולענן הגז יש תכונות מסוימות.
"לאחר השוואה מפורטת עם מודלים תיאורטיים, הגענו למסקנה שניתן להסביר את האור הנפלט מהמערכת על ידי חור שחור סופר-מסיבי בינארי המקיים אינטראקציה עם ענן גז שווה ערך במסה לשמש", אמר הרננדס-גרסיה. "בתרחיש זה, שני החורים השחורים יופרדו ב-0.8 מילי-פרסקים (בערך יום אור אחד), יקיפו זה את זה בערך כל 130 ימים, יהיו בעלי מסה משולבת של כ-40 מיליון מסות שמש, וצפויים להתמזג בכ-70,000 שנים".
כיוונים ונקודות מבט עתידיות
למרות שהאות AT 2021hdr מתאים בצורה מסודרת להשערת הצוות, תצפיות נוספות של מערכות דומות יהיו הכרחיות כדי לבסס את מסקנותיהן. נתונים עתידיים יסייעו לחדד מודלים של האופן שבו חורים שחורים סופר מסיביים מתנהגים בעת צריכת גז גלקטי.
"אנחנו צריכים לאשר את התרחיש שאנחנו מציעים, אז אנחנו צריכים לאסוף נתונים חדשים ולבצע סימולציות באמצעות הנתונים האלה כדי לחקור את ההשערה שלנו", אמר הרננדס-גרסיה.
אם תאושר, התגלית יכולה לשנות את האופן שבו אסטרונומים חוקרים חורים שחורים סופר מסיביים על ידי הצעת שיטה חדשה לחקור את האבולוציה שלהם ואת תפקידם בעיצוב גלקסיות. החפצים המסיביים האלה, ולמידה נוספת על הרגלי האכלה שלהם יכולה לספק תובנה חדשה לגבי ההתפתחות הגלקטית.
"מִמצָאהיא משימה מאתגרת, אבל מנקודת מבט תיאורטית היא צפויה להיות נוכחת במרכזי גלקסיה רבים", הסבירה הרננדס-גרסיה. "העובדה שאיננו יכולים לפתור את שני החורים השחורים עם המכשור הזמין מרמזת שעלינו למצוא טכניקות חלופיות לאיתורם באמצעות שיטות אחרות. מציאת עוד כאלה תאפשר לנו ללמוד כיצד גלקסיות מתמזגות ומתפתחות עם הזמן".
