אסטרונומיה ללא טלסקופ - חורים שחורים: השנים הראשונות

Pin
Send
Share
Send

ישנה תפיסה הולכת וגוברת כי חורים שחורים ביקום הקדום אולי היו הזרעים שסביבם צמחו מרבית הגלקסיות הגדולות של ימינו (כעת עם חורים שחורים סופר-מסיביים בפנים). ולוקח צעד נוסף קדימה, יכול להיות שזה גם המקרה שחורים שחורים היו המפתח לביצוע מחדש של המדיום הבין-כוכבי המוקדם - דבר שהשפיע אז על המבנה הגדול בקיום היקום.

כדי לספר מחדש את אותן שנים ראשונות ... הראשון היה המפץ הגדול - ובמשך כשלוש דקות הכל היה קומפקטי מאוד ומכאן חם מאוד - אבל אחרי שלוש דקות נוצרו הפרוטונים והאלקטרונים הראשונים ובמשך 17 הדקות הבאות חלק מהפרוטונים האלה יצרו קשר ויצרו גרעיני הליום - עד 20 דקות אחרי המפץ הגדול, היקום המתרחב נעשה קריר מכדי לשמור על נוקלאוזינתזה. משם, הפרוטונים וגרעיני ההליום והאלקטרונים פשוט הקפצו במשך 380,000 השנים הבאות כפלזמה חמה מאוד.

היו גם פוטונים, אבל לא היה סיכוי קטן שהפוטונים האלה יעשו כלום הרבה מלבד שיווצרו ואז ייספגו מייד מחדש על ידי חלקיק סמוך באותה פלזמה לוהטת. אבל בגיל 380,000 שנה היקום המתרחב התקרר דיו כדי שהפרוטונים וגרעיני ההליום ישתלבו עם אלקטרונים ליצירת האטומים הראשונים - ופתאום נותרו הפוטונים עם שטח ריק שבו יוכלו לכבות כקרני האור הראשונות - שהיום אנו עדיין יכול לזהות כרקע המיקרוגל הקוסמי.

מה שבא אחר כך היה התקופות האפלות כביכול עד שכחצי מיליארד שנה אחרי המפץ הגדול, הכוכבים הראשונים החלו להיווצר. סביר להניח שהכוכבים הללו היו גדולים, כמו גדולים באמת, מכיוון שהאטומים המימניים (והליום) הקרירים והיציבים שהיו זמינים בקלות ומצטברים. ייתכן שכמה מהכוכבים המוקדמים הללו היו כה גדולים עד שהם פוצצו את עצמם במהירות לרסיסים כמו סופרנובות זוגיות בחוסר יציבות. אחרים פשוט היו גדולים מאוד והתמוטטו לחורים שחורים - רבים מהם בעלי כוח משיכה עצמי רב מדי בכדי לאפשר לפיצוץ סופרנובה לפוצץ כל חומר מהכוכב.

וכאן כאן מתחיל סיפור המיזוג מחדש. אטומי המימן הקרירים והיציבים של המדיום הבין-כוכבי המוקדם לא נשארו קרירים ויציבים לאורך זמן רב. ביקום קטן יותר מלא בכוכבים מאסיביים צפופים, אטומים אלו התחממו במהירות, וגרמו לאלקטרונים שלהם להתנתק והגרעינים שלהם יהפכו שוב ליונים חופשיים. זה יצר פלזמה בצפיפות נמוכה - עדיין חם מאוד, אך מפוזר מכדי להיות אטום יותר.

סביר להניח ששלב ההחלמה מחדש אז הגביל את הגודל אליו יוכלו כוכבים חדשים לצמוח - כמו גם להגביל את ההזדמנויות לגלקסיות חדשות לצמוח - מכיוון שיונים חמים ומתרגשים נוטים פחות להצטבר ולהצטבר מאשר אטומים קרירים ויציבים. יתכן שהחיאה מחדש תרמה להפצה החומר 'הגושית' הנוכחית - שמאורגנת לגלקסיות גדולות ובודדות בדרך כלל ולא להתפשטות אחידה של כוכבים בכל מקום.

והועלו השערות כי חורים שחורים מוקדמים - למעשה חורים שחורים בבינארי רנטגן המוניים בעלי המונים גבוהים - עשויים לתרום תרומה משמעותית למימוש מחדש של היקום המוקדם. דוגמנות מחשבים מציעה כי היקום המוקדם, עם נטייה לכוכבים מאסיביים מאוד, יהיה בעל סיכוי גדול יותר לחורים שחורים כשרידים מהממים, ולא ככוכבי נויטרונים או גמדים לבנים. כמו כן, החורים השחורים הללו יהיו לעתים קרובות יותר בבינאריים מאשר בבידוד (מכיוון שכוכבים מאסיביים יוצרים לעיתים קרובות מערכות מרובות מאשר כוכבים קטנים).

אז עם בינארי מסיבי בו מרכיב אחד הוא חור שחור - החור השחור יתחיל לצבור דיסק דיסקורציה גדול המורכב מחומר שנשאב מהכוכב השני. ואז דיסק ההקרדה יתחיל להקרין פוטונים בעלי אנרגיה גבוהה, במיוחד ברמות אנרגיה של רנטגן.

בעוד שמספר הפוטונים המייננים הנפלטים על ידי חור שחור מצטבר דומה ככל הנראה למספר הכוכב הבהיר והזוהר שלו, הוא היה צפוי לפלוט חלק גדול בהרבה של פוטונים רנטגן בעלי אנרגיה גבוהה - כאשר כל אחד מאותם פוטונים פוטנציאליים לחמם. ומייננת אטומים מרובים בדרכו, ואילו פוטונים של כוכב זוהר עשויים רק לאחד מחדש אטום אחד או שניים.

אז הנה לך. חורים שחורים ... האם יש משהו שהם לא יכולים לעשות?

לקריאה נוספת: Mirabel et al Stellar חורים שחורים עם שחר היקום.

Pin
Send
Share
Send