במשך כמעט חצי מאה, מדענים נרשמו לתיאוריה שכאשר כוכב יגיע לסוף מחזור חייו, הוא יעבור התמוטטות כבידה. בשלב זה, בהנחה שיש מספיק מסה, התמוטטות זו תפעיל היווצרות חור שחור. הידיעה מתי ואיך נוצר חור שחור זה זמן רב משהו שאסטרונומים חיפשו.
ולמה לא? היכולת להיות עדים להיווצרות החור השחור לא תהיה רק אירוע מדהים, אלא גם תוביל לאוצרות של תגליות מדעיות. ולפי מחקר שנערך לאחרונה על ידי צוות חוקרים מאוניברסיטת אוהיו בקולומבוס, ייתכן שביצענו סוף סוף בדיוק את זה.
צוות המחקר הובל על ידי כריסטופר קוצ'אנק, פרופסור לאסטרונומיה ומלומד דומיננטי במדינת אוהיו. באמצעות תמונות שצולמו על ידי הטלסקופ הגדול המשקפת (LBT) וטלסקופ החלל האבל (HST), ערכו ועמיתיו סדרת תצפיות על כוכב סופר אדום ששמו N6946-BH1.
כדי לשבור את תהליך ההיווצרות של חורים שחורים למטה, על פי ההבנה הנוכחית שלנו את מחזורי החיים של הכוכבים, נוצר חור שחור לאחר שכוכב בעל מסה גבוהה מאוד חווה סופרנובה. זה מתחיל כאשר הכוכב מיצה את אספקת הדלק שלו ואז עובר אובדן מסה פתאומי, שם נשפך הקליפה החיצונית של הכוכב, ומשאיר אחריו כוכב נויטרונים שנשאר.
לאחר מכן לאחר מכן אלקטרונים המחברים עצמם ליוני מימן שהושלכו, מה שגורם להתלקחות בהירה. כאשר הפיוז המימן נפסק, השריד הכוכב מתחיל להתקרר ודעך; ובסופו של דבר שאר החומרים מתעבים ליצירת חור שחור.
עם זאת, בשנים האחרונות כמה אסטרונומים השערו כי בחלק מהמקרים הכוכבים יחוו סופרנובה כושלת. בתרחיש זה, כוכב בעל מסה גבוהה מאוד מסיים את מחזור חייו על ידי הפיכה לחור שחור מבלי שפרץ האנרגיה המסיבי הרגיל התרחש לפני כן.
כפי שציין צוות אוהיו במחקרם - שכותרתו "החיפוש אחר סופרנובות כושלות עם הטלסקופ הגדול המשקפי: אישור כוכב שנעלם" - זה אולי מה שקרה ל- N6946-BH1, סופר-אדום אדום שיש לו פי 25 מהמסה של שמש ממוקמת 20 מיליון שנות אור מכדור הארץ.
באמצעות מידע שהושג עם ה- LBT, הצוות ציין כי N6946-BH1 הראה כמה שינויים מעניינים בזוהרו בין 2009 ל 2015 - כאשר בוצעו שתי תצפיות נפרדות. בתמונות 2009 N6946-BH1 מופיע ככוכב בהיר ומבודד. זה היה בקנה אחד עם נתונים ארכיוניים שצולמו על ידי ה- HST בשנת 2007.
עם זאת, נתונים שהושגו על ידי ה- LBT בשנת 2015 הראו כי הכוכב כבר לא נראה באורך הגל הנראה, אשר אושר גם על ידי נתוני האבל מאותה שנה. נתוני LBT הראו גם כי במשך מספר חודשים במהלך שנת 2009, הכוכב חווה התלקחות קצרה אך אינטנסיבית, שם הוא הפך בהיר פי מיליון מהשמש שלנו ואז נעלם בהתמדה.
הם גם התייעצו בנתונים של סקר פלומר התעבורה (PTF) לצורך השוואה, וכן בתצפיות שנעשו על ידי רון ארבור (אסטרונום חובב וצייד סופרנובה). בשני המקרים, התצפיות הראו עדות להתלקחות במהלך תקופה קצרה בשנת 2009 ולאחריה דהייה קבועה.
בסופו של דבר, מידע זה היה תואם את כל מודל החור השחור-סופרנובה הכושל. כפי שפרופ 'קוצ'נק, המחבר הראשי של מאמר הקבוצה - אמר למגזין החלל באמצעות הדוא"ל:
"בתמונת היווצרות הסופרנובה / החור השחור של האירוע הזה, החולף מונע על ידי הסופרנובה הכושלת. הכוכב שאנחנו רואים לפני האירוע הוא סופרג'נט אדום - כך שיש לך גרעין קומפקטי (בגודל של ~ אדמה) החוצה את הקליפה הבוערת מימן, ואז מעטפה ענקית ונפוחה מורחבת של מימן בעיקר שעשויה להימשך עד לגודל של צדק מסלול. מעטפה זו קשורה מאוד לכוכב. כאשר ליבה של הכוכב קורס, מסת הכבידה צונחת בכמה עשיריות ממסת השמש בגלל האנרגיה המועברת על ידי נייטרינו. די בכך בירידה בכובד הכוכב בכדי לשלוח גל הלם חלש דרך המעטפה הנפוחה ששולחת אותו נסחף. זה מייצר אור זוהר קריר, נמוך (בהשוואה לסופרנובה, בערך פי מיליון מאור השמש) חולף שנמשך כשנה ומופעל על ידי אנרגיה של קומבינציה. כל האטומים במעטפה הנפוחה היו מיוננים - אלקטרונים שאינם קשורים לאטומים - כאשר המעטפה שנפלטה מתרחבת ומתקררת, האלקטרונים כולם נקשרים שוב לאטומים, מה שמשחרר את האנרגיה לשלטון החולף. מה שאנחנו רואים בנתונים עולה בקנה אחד עם תמונה זו. "
באופן טבעי הצוות שקל את כל האפשרויות הזמינות כדי להסביר את "היעלמותו" הפתאומית של הכוכב. זה כלל את האפשרות שהכוכב אפוף כל כך הרבה אבק עד שאורו האופטי / אולטרה-סגול נספג ונפלט מחדש. אך כפי שמצאו, הדבר לא תאם לתצפיות שלהם.
"התמצית היא ששום דוגמנית לא משתמשת באבק כדי להסתיר את הכוכב באמת עובדת, כך נראה שכל מה שיש עכשיו צריך להיות הרבה פחות זוהר מזה של הכוכב שהיה קיים לפני כן." קוצ'נק הסביר. "בהקשר של מודל הסופרנובה הכושל, האור שנותר עולה בקנה אחד עם ריקבון הזמן המאוחר של הפליטה מחומר המצטבר לחור השחור שנוצר לאחרונה."
מטבע הדברים, יהיה צורך בתצפיות נוספות לפני שנוכל לדעת האם זה היה המקרה או לא. ככל הנראה זה כרוך במשימות IR ו- X, כמו טלסקופ החלל שפיצר ומצפה הרנטגן של צ'נדרה, או אחת משלל טלסקופי החלל הרבים מהדור הבא שייפרסו בשנים הבאות.
בנוסף, קוצ'נק ועמיתיו מקווים להמשיך ולעקוב אחר החור השחור האפשרי באמצעות ה- LBT, ועל ידי ביקור חוזר בחפץ עם ה- HST בעוד כשנה מהיום. "אם זה נכון, עלינו להמשיך לראות את האובייקט מתפוגג עם הזמן", אמר.
למותר לציין שאם נכון, תגלית זו תהיה אירוע חסר תקדים בתולדות האסטרונומיה. והחדשות בהחלט צברו את חלקה בהתרגשות מצד הקהילה המדעית. כפי שהביע אבי לוב - פרופסור לאסטרונומיה באוניברסיטת הרווארד - למגזין החלל באמצעות המייל:
"ההודעה על הגילוי הפוטנציאלי של כוכב שהתמוטט כדי ליצור חור שחור היא מעניינת מאוד. אם נכון, זו תהיה התצוגה הישירה הראשונה של חדר הלידה של חור שחור. התמונה מעט מבולגנת (כמו כל חדר לידה), עם אי וודאות לגבי תכונות התינוק שנמסר. הדרך לאשר שנולד חור שחור היא לגלות קרני רנטגן.
"אנו יודעים כי קיימים חורים שחורים המוניים בכוכבים, לאחרונה בזכות גילוי גלי הכבידה מהתגבשותם על ידי צוות LIGO. לפני כמעט שמונים שנה רוברט אופנהיימר ומשתפי הפעולה חזו שכוכבים מאסיביים עלולים לקרוס לחורים שחורים. כעת יש לנו את הראיות הישירות הראשונות לכך שהתהליך מתרחש למעשה בטבע.
אך כמובן, עלינו להזכיר לעצמנו כי בהתחשב במרחק שלו, מה שאנו יכולים להיות עדים לו עם N6946-BH1 קרה לפני 20 מיליון שנה. אז מנקודת המבט של החור השחור הפוטנציאלי הזה, היווצרותו היא חדשות ישנות. אבל לנו זה יכול להיות אחת התצפיות פורצות הדרך בתולדות האסטרונומיה.
בדומה למרחב וזמן, המשמעות היא יחסית לצופה!
