צוות בינלאומי בהשתתפות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב גילה חור שחור במרחק 1500 שנות אור – המרחק הקטן ביותר של חור שחור מכדור הארץ, על פי מה שידוע כיום. הגילוי התאפשר בזכות שילוב של טכנולוגיות הכוללות את נתוני החללית Gaia לצד תצפיות מהקרקע, בעזרת טלסקופים מן הגדולים בעולם.
החללית Gaia שוגרה על ידי סוכנות החלל האירופית ב-2013 ומאז היא מנטרת באופן קבוע את המיקום של למעלה ממיליארד כוכבים בגלקסיה שלנו בדיוק חסר תקדים. ארגון הכולל כמה מאות מדענים ברחבי אירופה (כולל ישראל) מעבד את הנתונים המגיעים מהחללית ומנגיש אותם לשימוש הקהילה המדעית כולה. אחד הצוותים, ובהם קבוצת מחקר של אוניברסיטת תל אביב, מתמקד במחקר של כוכבים כפולים המתגלים מתוך נתוני החללית. לפני כשלושה חודשים פרסם הארגון רשימה של יותר מרבע מיליון כוכבים כאלה, אשר להם בן זוג – כוכב אחר, החג סביבם.
פרופ' (אמריטוס) צבי מזא"ה מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה, הוביל את צוות המחקר שבאוניברסיטת תל אביב והוא מסביר כי הצוות פעל מתוך ציפייה כי המדגם הגדול של הכוכבים הכפולים יכיל גם כפולים אקזוטיים. מדובר במערכות של כוכבים כפולים, כאשר אחד מהם סיים את חייו – הוא כוכב נויטרוני או חור שחור. "גילויי הכוכבים הכפולים הלא אקזוטיים מהווים כ-99.99% מהמקרים, ולכן מדובר באירוע נדיר", מציין פרופ' מזא"ה.
תגלית מסעירה ונדירה
קשה מאוד לגלות חורים שחורים, מפני שהאור לא יכול להבקיע את כוח המשיכה החזק שבסביבתו של החור השחור. כאשר חור שחור "דומם" כזה נמצא במערכת זוגית עם כוכב רגיל, משתמשים בתנועת הכוכב הנראה כדי למדוד את המסה של בן הזוג הבלתי נראה ולהוכיח שזהו אכן חור שחור. בשנים האחרונות פורסמו מספר הצעות לזיהוי חורים שחורים דוממים במערכות זוגיות, אבל בכל המקרים התעוררו שאלות קשות שערערו את אמינות הזיהוי.
הצוות שבתל אביב פיתח טכניקה לזיהוי כוכבים כפולים שאחד מבני הזוג בהם הוא חור שחור. נתוני Gaia אפשרו לזהות מספר קטן של כוכבים שתנועתם על פני מישור השמיים מעידה על קיומו של חור שחור דומם כבן זוג. קבוצת מחקר בינלאומית עקבה אחרי אחד מן המועמדים הנמצא במרחק של 1500 שנות אור, בתצפיות ייעודיות מן הקרקע שנערכו באינטנסיביות בחודשים האחרונים. בעזרת טלסקופים ענקיים נאספו נתונים שהובילו לזיהויו של Gaia BH1, חור שחור הכבד פי 10 מן השמש שלנו, הנע במחזוריות של כחצי שנה סביב בן הזוג שלו.
"אני כבר הרבה שנים מחפש אחרי הכוכבים הכפולים אשר אחד מהם הוא חור שחור, לכן, זה רגע שהוא עבורי כחוקר משמח מאוד, רגע של סיפוק", משתף פרופ' מזא"ה. לא זאת בלבד שמדובר בתגלית נדירה יחסית, זהו החור השחור הקרוב ביותר לכדור הארץ שעליו אנו יודעים. "השילוב הראשון מסוגו בין התצפיות מן הקרקע, לבין נתוני החללית, מוכיח מעל לכל ספק שגילינו חור שחור דומם. הקירבה היחסית שלו אלינו מראה שמספרם של החורים השחורים הדוממים בחלל הוא גדול, והנתונים של החללית הממשיכים לזרום יביאו לגילויים של אובייקטים רבים כאלה, כפי שאכן ציפו עבודות תיאורטיות שונות", מסביר פרופ' מזא"ה ומוסיף, "כל המערכות מהסוג הזה שהתגלו עד כה – התגלו הודות לקרינת הרנטגן הנפלטת מן הכוכבים.
במקרה שלנו מדובר בחור שחור רדום, שאינו פולט רנטגן וכאן באה לידי ביטוי גם חשיבות השיטה שבה נקטנו". במובנים רבים מדובר בעבודה ממושכת, אפילו סיזיפית, של אסטרונומים בעלי סקרנות ונחישות לגלות את מה שמעבר לידוע, אבל פרופ' מזא"ה מאמין שהתגלית האחרונה תפתח תיאבון בריא אצל אסטרונומים נוספים, שיגלו עוד ועוד מערכות כאלה.
לא אחת, נשאל הפרופסור כחלק מעבודתו על החשיבות והרלוונטיות של התגליות השמימיות עבור מי שחיים על פני כדור הארץ. "התשובה היא שלי היא מעין אלגוריה; נניח שהיינו נולדים בעולם סגור בלי חלונות ובלי דלתות, הצמח היחיד המוכר לנו הוא עציץ כלשהו, אחד ויחיד. על בסיסו לבטח היינו מפתחים תיאוריה שלמה, בוטניקה הרלוונטית לעולמנו. אילו לפתע היה מגיע מישהו וקודח חור בקיר ומאפשר לנו לראות את היקום מסביבנו – הוא היה משנה ברגע את כל התמונה, את הדרך בה אנחנו רואים ומבינים את העולם. זה בדיוק מה שאסטרונומים עושים; תפקידם הוא לקדוח את החורים בקיר, ולחשוף עוד ועוד מהעולם ששם בחוץ".
פרופ' מזא"ה סבור כי בכל תגלית כזו יש כדי ללמדנו על התהליכים שהובילו לכל מה שאנו רואים היום. "הסקרנות האנושית מניעה תהליך אינסופי שבסופו של דבר מביא להבנה עמוקה יותר של היקום".
צוות החוקרים של אוניברסיטת תל אביב בהובלת פרופ' אמריטוס צבי מזא"ה מבית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה, כולל את דר' סהר שחף (הנמצא כעת במכון ויצמן), ד"ר שמחון פייגלר וד"ר דולב בשי.