חור שחור המגיע לממדים שעולים על פי 20 מממדי השמש שלנו אינו אפשרי, כך חשבו עד היום מדענים, בהתבסס על הבנתם את דרכי התפתחותם של כוכבים בגלקסיית שביל החלב. אך ההשערה הזאת נמחצה תחת כוח המשיכה של חור שחור "מפלצתי" שגילה צוות מדענים בינלאומי בהובלת סין בגלקסיה שלנו. לפי מחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת Nature, לחור השחור יש מסה גדולה פי 70 מזו של השמש.
"איש מעולם לא מצא בשום מקום חור שחור כוכבי שמסתו פי 70 ממסת השמש", אומר ג'ול ברגמן, מכותבי המחקר ופרופסור לאסטרונומיה באוניברסיטת מישגן. "הוא הראשון מסוגו".
חורים שחורים נוצרים כשלכוכב נגמר ה"דלק", והוא מתמוטט אל תוך עצמו. בתוך כך הוא יוצר משיכת כבידה חזקה שמונעת מכל דבר להימלט ממנה, אפילו מהאור עצמו. במהלך ההתמוטטות הכוכבים מאבדים חלק גדול מהמסה שלהם, והופכים לחורים שחורים המשקפים את גודלם המופחת. החור השחור שהתגלה, המכונה LB-1, נמצא במרחק 15 אלף שנות אור מכדור הארץ, והוא ענק.
"חורים שחורים בעלי מסה כזו לא אמורים להתקיים בגלקסיה שלנו, לפי רוב המודלים במחקר", הסביר ליו ג'יפנג, פרופסור במצפה הכוכבים הלאומי הסיני, בהודעת האקדמיה הסינית למדע. "כעת תיאורטיקנים ייאלצו להסביר את הגילוי הזה".
בעבר נחקרו כשני תריסר חורים שחורים בגלקסיה שלנו באמצעות טכנולוגיית רנטגן המאתרת אור בהיר הנפלט כאשר חור שחור "בולע" כוכב שכן. המחקר הצליח, אך התהליך מגביל את יכולתם של המדענים למצוא חורים שחורים נוספים, מכיוון שרוב החורים השחורים בגלקסיה אינם בולעים כוכבים אחרים.
LB-1 התגלה באמצעות טלסקופ סיני חדשני המכונה LAMOST, אשר סיפק למדענים דרך חדשה למצוא כ־100 מיליון חורים שחורים בשביל החלב. "לאמסוט" מאפשר לחוקרים לגלות חורים שחורים במעקב מקדים אחר כוכבים המקיפים עצם בלתי נראה לעין, כמו חור שחור.
כאשר לאמסוט זיהה כוכב המקיף את LB-1, הצוות השתמש בטלסקופים הגדולים בעולם – בארה"ב ובספרד – כדי לבחון מקרוב את המערכת. התוצאות, לפי ההודעה לתקשורת, היו "לא פחות ממדהימות".
לדברי ברגמן, יש שני סוגים של חורים שחורים. חורים שחורים כוכביים כמו LB-1 נוצרים בתהליכי התפתחותם ומותם של כוכבים שרק לעיתים רחוקות עולים על פי 150 ממסת השמש בעת לידתם. יש גם חורים שחורים על־מסיביים, שכמעט תמיד מתקיימים במרכזי הגלקסיות, וגודלם נע בין פי מיליון לפי כמה מיליארדים ממסת השמש.
במרכז הגלקסיה שלנו, שביל החלב, יש חור שחור על־מסיבי שמסתו מגיעה לכ־4 מיליון שמשות. לא ברור כיצד נוצרים חורים שחורים על־מסיביים, הסביר ברגמן, אך ייתכן שהם נוצרים כאשר חורים שחורים כוכביים מתמזגים.
"חורים שחורים הם העצמים המסתוריים ביותר ביקום", אומר שפ דואלמן, מנהל מערך הטלסקופ "איוונט הורייזון" העולמי. לדבריו, אפילו אלברט איינשטיין כמעט לא האמין שהם קיימים, אף שתורת היחסות הכללית שלו חזתה אותם לפני יותר ממאה שנה. חורים שחורים הם "החיות האקזוטיות ביותר בגן החיות הקוסמולוגי", מתאר דואלמן; מדענים יכולים ללמוד רבות על היקום באמצעות צפייה באופן התנהגותם.
לדברי ברגמן, מדענים מנסים ללמוד יותר על לידתם ומותם של כוכבים, וגילוי של חור שחור גדול כמו LB-1 יכול לשפוך אור על תהליך זה. "האם העצם הזה יוצא דופן ביותר או שהוא נפוץ משחשבנו?", תהה ברגמן. "אם אנחנו מסתכלים על 20 חורים שחורים ומוצאים שניים או שלושה כאלה, זה באמת יהיה מדהים. זה ישנה את ההבנה שלנו על כיצד כוכבים מסיביים מתפתחים ומתים".
המחקר מציע כמה הסברים אפשריים, כולל "האפשרות המרגשת" ש־LB-1 עשוי להיות שני חורים שחורים המקיפים זה את זה, אף שברגמן אמר שתופעה כזאת תהיה נדירה ביותר. המחקר מצביע גם על האפשרות של Fallback Supernova, שמשמעותה שבשלב הסופרנובה של התפתחות הכוכב – כשהוא מתפוצץ – הוא מאבד שבריר ממסתו בלבד, והשאר נופל אל תוך החור השחור ומגדיל אותו מאוד.
אפשרות אחרת, שברגמן חושב שהיא סבירה יותר, היא שכוכב גדול מאוד לא השיל את כמות החומר הרגילה שלו בהתפתחותו לפני שהפך לחור שחור. "יש לגילוי השלכות חשובות על ההתפתחות והימים האחרונים של כוכבים מסיביים", סיכם ברגמן.
תרגם: אלחנן שפייזר
