הכוכבים ה'מתים' שמסרבים לדעוך: תגלית מפתיעה על שאריות סופרנובה מהבהבות

מתוך 22 שאריות הסופרנובה פולטות קרני הרנטגן שנבחנו לאורך חלון התצפית בן 14 השנים (משנת 2000 עד 2014), כמחצית הראו שינויים ניתנים למדידה בבהירותן. לא היה מדובר בהבהוב קל; השינויים היו משמעותיים מספיק כדי להיות ברורים מאליהם בנתונים, כאשר חלק מהמקורות התבהרו ודעכו בכמויות גדולות במרווחי זמן לא סדירים .

רק לאחת מהשאריות המשתנות יש הסבר פשוט. השארית שסומנה SN 1957D נצפתה כשהיא מתנגשת עם החומרים שנפלטו ממנה במהירות גבוהה באזור צפוף של גז סובב. ההתנגשות מייצרת פרץ של חומר שחומם על ידי גלי הלם ופליטת קרני רנטגן מוגברת, מה שמסביר את ההתפרצויות שלה. עבור יותר מעשר השאריות המרצדות האחרות, הסיבה פחות ברורה .

זומבים קוסמיים: מערכות זוגיות וספיחה חוזרת

צוות המחקר העלה שתי תאוריות מרכזיות להסבר ההבהוב המסתורי, ושתיהן מצביעות על כך שאלו אינם כוכבים "מתים" פשוטים, אלא מערכות שעדיין צורכות חומר באופן פעיל.

תרחיש הכוכב הנלווה השורד: כוכבים מסיביים רבים נולדים בזוגות. כשהכוכב המסיבי יותר מבין השניים מתפוצץ, הוא יכול להותיר מאחור אובייקט דחוס – כוכב נייטרונים או חור שחור – בעוד שבן-זוגו נותר שלם. כוח הכבידה של השארית יכול למשוך חומר כוכבי מהכוכב הנלווה ששרד. כשהגז הזה מסתחרר פנימה, הוא מתחמם למיליוני מעלות, ויוצר מערכת כפולה עוצמתית של קרני רנטגן. קצב העברת החומר הבלתי צפוי עלול לגרום להבהוב הנצפה .

ספיחה חוזרת (Fallback Accretion): במקום כוכב תורם, החור השחור או כוכב הנייטרונים שנוצר זה עתה עשוי ללכוד מחדש חלק מהשְבָרִים שסולקו החוצה בסופרנובה המקורית. "מיחזור קוסמי" זה, שבו חלק מהחומר לא מצליח להימלט מכוח הכבידה ונופל חזרה אל האובייקט המרכזי, יפיק באופן דומה פליטת קרני רנטגן משתנה .

הסברים אלה אינם סותרים זה את זה, וייתכן ששני התהליכים מתרחשים בו-זמנית בין השאריות השונות במדגם. הראיות לתיאוריית הכוכב הכפול מתחזקות ממיקומן של השאריות המרצדות – הן נמצאות בכיסים ב-M83 שיש בהם ריכוזים גבוהים יותר של כוכבים צעירים ומסיביים, בדיוק היכן שניתן היה לצפות למצוא מערכות כפולות של קרני רנטגן בעלות מסה גבוהה .

הפתעה דומה בגלקסיה אחרת

M83 אינה מקרה בודד. מחקר המשך של גלקסיית המערבולת (M51) חשף אוכלוסייה דומה של מקורות קרני רנטגן משתנים הקשורים לשאריות סופרנובה. גילוי דפוס זה בגלקסיה שנייה ויוצרת-כוכבים מצביע על כך ששאריות מרצדות עשויות להיות שלב נפוץ, שלא הובחן קודם לכן, בחיים שאחרי המוות של כוכבים ביקום .

תגלית בונוס: סופרנובה בשכנות לחור שחור

בממצא נפרד אך מרתק לא פחות, טלסקופ צ'נדרה והלוויין XMM-Newton של סוכנות החלל האירופית חשפו עדות לקיומה של שארית סופרנובה באחת הסביבות הקיצוניות ביותר שאפשר לדמיין. ההריסות נמצאו ליד Sagittarius A* (Sgr A*), החור השחור העל-מסיבי שבמרכז שביל החלב, במרחק של כ-26,000 שנות אור מכדור הארץ .

האסטרונומים מעריכים שהכוכב שיצר שְבָרִים אלו התפוצץ יחסית לאחרונה, לפני 1,700 שנה. השארית שנוצרה, הממוקמת ליד אזור הנקרא Sagittarius C, מתרחבת במהירות של כ-3.2 מיליון קמ"ש. אם הזיהוי יאושר, זו תהיה שארית הסופרנובה הקרובה ביותר שהתגלתה אי-פעם לחור השחור המרכזי של הגלקסיה שלנו .

התגלית, שפורסמה גם היא בכתב העת The Astrophysical Journal, ממקמת פיצוץ של כוכב בשכונה אלימה הנשלטת על ידי כוח כבידה קיצוני, שדות מגנטיים צפופים, וענני גז המועפים מסביב במהירויות גבוהות. חקר שארית בסביבה זו מספק לאסטרונומים מעבדה ייחודית להבנת אופן התנהגות החומר בשדות הכבידה החזקים ביותר ביקום .