בום בחלל: מדענים ישראלים זיהו סוג חדש של סופרנובה

בעבר הלא-רחוק, איתור סופרנובה – כוכב מתפוצץ – נחשב למחזה נדיר. כשפרופ' אבישי גל-ים, למשל, למד לתואר שלישי, הוא מצא שבע סופרנובות בארבע שנים. כיום, שיפורים באמצעי המדידה והניתוח מאפשרים לחזות בכחמישים פיצוצים כאלה מדי יום.

יכולתם המשופרת של אסטרופיסיקאים לחזות בסופרנובות אולי הופכת את האירוע השמימי למרגש פחות, אבל העלייה בשכיחות מעלה את הסבירות לחזות בסוגים נדירים יותר של פיצוצים – שעד כה נחשבו תיאורטיים בלבד. באחרונה זיהו פרופ' גל-ים ושותפיו למחקר סופרנובה מסוג שלא נצפה עד כה.

בליבתו של כל כוכב מתרחש, בכל רגע נתון, תהליך של היתוך גרעיני: יסודות קלים מתמזגים והופכים, אט-אט, ליסודות כבדים יותר. היתוך של גרעיני מימן הופך להליום, שהופך לפחמן וחמצן, וכך הלאה. בסוף התהליך נוצר ברזל – שממנו לא ניתן להפיק אנרגיה גרעינית.

במצב רגיל, האנרגיה שנוצרת בליבת הכוכב יוצרת חום ששואף לגרום לכוכב להתפשט, ומאפשרת לו לשמור על איזון עם כוח הכבידה – שדוחק את מאסת הכוכב לליבה.

ברגע שכוכב מפסיק לייצר אנרגיה – האיזון מופר, ויכול להוביל לאחת משתי תוצאות: או שנפער חור שחור בליבת הכוכב – שגורם לו לקרוס לתוך עצמו, או שיתפוצץ – ויפזר את החומר שממנו הוא עשוי למרחבי החלל.

זהו, כמובן, תהליך ארוך מאוד. בכוכבים מאסיביים, ההיתוך הגרעיני בליבה יוצר מצב שבו הכוכב מורכב משכבות – היסודות הכבדים מצויים בליבתו, ויסודות יותר ויותר קלים מקיפים אותם. כוכבי וולף-ראייה הם כוכבים מאסיביים ביותר שבהם חסרה אחת או יותר מהשכבות העליונות של היסודות הקלים, כך שבמקום מימן – היסוד הקל ביותר – יתאפיינו פני-השטח בהליום, פחמן או אפילו ביסוד כבד יותר.

הסבר אפשרי לתופעה זאת הוא שרוח חזקה הנושבת ממעטפת הכוכב החוצה מפזרת לחלל את השכבה החיצונית ביותר. כאשר נצפים כוכבים ללא יסודות קלים בשכבתם החיצונית – זוהי תמונת סטילס שמתעדת רגע בתהליך ממושך. אך למרות אורך חייהם הקצר-יחסית, ועצם היותם בתהליך פירוק מתקדם, עד כה לא נצפתה סופרנובה שמקורה בכוכב וולף-ראייה.

קצב הגידול המהיר בתצפיות סופרנובה הוביל לחיזוק ההשערה שמסיבות לא ידועות, כוכבי וולף-ראייה לא מתפוצצים – שכן, אם היו מתפוצצים, כבר היינו חוזים בפיצוץ מסוג זה. אבל באחרונה הצליחו חברי קבוצת המחקר של פרופ' גל-ים להפריך את ההשערה ולזהות, לראשונה, סופרנובה שמקורה בכוכב מסוג זה.

ניתוח החתימה הספקטרלית של הפיצוץ – שממנה אפשר ללמוד על אורכי הגל של פליטת האור, ולשייכם ליסוד כזה או אחר – הראה כי הפיצוץ הכיל פחמן, חמצן וניאון – יסוד שלא נצפה בעבר בשום סופרנובה. מעבר לכך, זיהו המדענים שהחומר שממנו נפלטה הקרינה הקוסמית לא השתתף בעצמו בפיצוץ, אלא הגיע ממעטפת הכוכב – דבר המחזק את סברת הרוח החזקה.