צ'נדרה חשף 84 מקורות קרני רנטגן „היפר־רכים” שהוסתרו בגלקסיות קרובות

אסטרונומים בהובלת מוסטפא מוחיבולה זיהו 84 מקורות רנטגן זוהרים ודמויי־נקודה, שחמקו ברובם מסקרי עבר של גלקסיות קרובות. המקורות, שכונו מקורות רנטגן היפר־רכים (HSSs), פולטים את עיקר קרינתם באנרגיות רנטגן נמוכות במיוחד — בעיקר מתחת ל־0.3 keV. הגילוי הגיע מניתוח מחודש של תצפיות ציבוריות של מצפה קרני הרנטגן צ'נדרה של נאס״א. 3

המדגם כולל מקורות בגלקסיות הספירליות M31 (אנדרומדה) ו־M101 (גלקסיית השבשבת), וכן בארבע גלקסיות אליפטיות. בשלב זה מדובר בהגדרה תצפיתית: המדידות מראות חתימת אנרגיה חריגה וברורה, אך זהותו הפיזיקלית של כל מקור עדיין אינה ידועה. 3

למה הם חמקו מהחיפושים הקודמים?

רוב החיפושים אחר מקורות רנטגן מתמקדים בתחומי אנרגיה גבוהים יותר. המקורות ההיפר־רכים שונים: הם בולטים בנתונים בעלי האנרגיה הנמוכה ביותר של צ'נדרה, אך חלשים מאוד או נעלמים לחלוטין בתמונות רנטגן באנרגיה גבוהה יותר. החוקרים מגדירים אותם לפי פליטה דומיננטית מתחת ל־0.3 keV, לרבות יחס גבוה מאוד בין פוטונים בתחום 0.15–0.3 keV לבין פוטונים בתחום 0.3–1.0 keV. 3

יש לכך שני קשיי תצפית מרכזיים:

• הרגישות של צ'נדרה נעשית מוגבלת בקצה דל־האנרגיה של טווח המדידה שלו.
• קרינה על־סגולה, שאמורה להתלוות לספקטרום כה רך, נבלעת בקלות במימן ובהליום שבתווך הבין־כוכבי לפני שהיא מגיעה לכדור הארץ.

שילוב המגבלות יוצר מעין „נקודה עיוורת” בין תחומי הרנטגן והעל־סגול — אזור שבו אוכלוסייה של מקורות זוהרים יכלה להישאר נסתרת במשך שנים. מחקרים קודמים על נתוני צ'נדרה כבר ציינו שמקורות הפולטים רק מתחת ל־0.3 keV כמעט אינם מופיעים בקטלוגים הסטנדרטיים וברשימות מקורות שפורסמו. 6

מה יכול להניע את המקורות האלה?

הסבר מוביל הוא מערכת בינארית צוברת חומר: עצם דחוס מושך גז מכוכב בן־זוג. העצם הצובר עשוי להיות ננס לבן, כוכב נייטרונים או חור שחור. כשהחומר נופל פנימה ומתחמם, הוא עשוי לייצר ספקטרום שנשלט בידי קרינה על־סגולה קיצונית וקרני רנטגן אולטרה־רכות, ולא בידי קרני הרנטגן הקשיחות המוכרות ממערכות בינאריות רבות הפולטות ברנטגן.

מן הספקטרומים שנמדדו בצ'נדרה הוסקו טמפרטורות של כ־200,000–250,000 מעלות צלזיוס. אולם אלה אינן מדידות טמפרטורה ישירות: הן נגזרות ממודלים המבוססים על נתונים שנאספו סמוך לגבול הרגישות הנמוך של הטלסקופ. לכן ייתכן שמראה „היפר־רך” דומה נוצר ביותר מסוג אחד של עצם דחוס או מצב צבירה של חומר.

למה הגילוי חשוב?

אם חלק מן המקורות הם ננסים לבנים שצוברים מסה בהתמדה מכוכב בן־זוג, הם עשויים לסייע באיתור מערכות המתקרבות לתנאים הקשורים להתפוצצויות סופרנובה מסוג Ia. זיהוי מסלולי ההיווצרות של סופרנובות כאלה הוא עדיין אחת השאלות הפתוחות החשובות באסטרופיזיקה של כוכבים.

גם התפוקה העל־סגולה המשוערת שלהם עשויה להשפיע על סביבתם. פוטונים על־סגולים מייננים את הגז שסביבם; שינויים במידת היינון משפיעים על הכימיה ועל קירור הגז — תהליכים הרלוונטיים לאופן שבו גז מתנהג בתוך גלקסיות. בנאס״א מציינים כי המקורות שהתגלו עשויים להיות רלוונטיים הן לחקר אבותיהן של סופרנובות מסוג Ia והן ליינון הגז הבין־כוכבי.

מה יוכל האבל לברר?

השלב הבא הוא לבחון את הקרינה העל־סגולה שמשתמעת ממדידות צ'נדרה. תצפיות מתוכננות בטלסקופ החלל האבל יחפשו מקבילים על־סגולים למקורות נבחרים, או יציבו גבולות לעוצמתם. בכך הן יספקו בדיקה בלתי תלויה של תפוקת האנרגיה שהוסקה מספקטרומי הרנטגן האולטרה־רכים.

שילוב מדידות העל־סגול עם בהירות הרנטגן, השתנות בזמן, הסביבה המקומית ועדויות לקיומו של כוכב בן־זוג עשוי להבדיל בין מערכות עם ננסים לבנים לבין מערכות עם כוכבי נייטרונים או חורים שחורים. הוא גם עשוי להבהיר אם „מקורות רנטגן היפר־רכים” הם אוכלוסייה פיזיקלית אחת — או שם משותף לכמה סוגים של מערכות בינאריות דחוסות, החולקות חתימת אנרגיה יוצאת דופן.