תצפית לחלל ב-17 באוגוסט השנה מכה גלים בקהילה המדעית העולמית ומגלה – כך נוצרו המתכות הכבדות. שני הגלאים של פרויקט אמריקאי המכונה LIGO וגלאי אירופי בשם Virgo קלטו גלי כבידה מאירוע של התמזגות שני כוכבי נויטרונים הרחק ביקום. בד בבד, נצפה הפיצוץ האדיר במגוון גדול של טלסקופים בחלל ועל כדור הארץ. התגלית איששה תגלית מרעישה קודמת, מספטמבר 2016, שבה נקלטו לראשונה בהיסטוריה גלי כבידה מהתמזגות שני חורים שחורים - אך אז ללא פיצוץ נראה. על תגלית זו ניתן השנה פרס נובל בפיזיקה.
צילום: NRAO/AUI/NSF
אישוש לתורת היחסות
"קיומם של גלי כבידה נחזה על ידי אלברט איינשטיין לפני כמאה שנה, במסגרת תורת היחסות הכללית", מסביר פרופ' אהוד נקר מהחוג לאסטרופיזיקה בבית הספר לפיזיקה ולאסטרונומיה של אוניברסיטת תל אביב. "גלים אלה נוצרים ומתפשטים ביקום בעקבות אירוע אלים במיוחד: התמזגות של שני גופים בעלי מאסה וצפיפות עצומות, בעיקר חורים שחורים וכוכבי נויטרונים, שנעים זה סביב זה במהירות המתקרבת למהירות האור. מאז שנות ה-70 עמלים מדענים על תכנון ובניית גלאים שיהיו רגישים דיים כדי לקלוט את הגלים הללו, שעוצמתם חלשה ביותר. בשנה האחרונה סוף סוף עלה הדבר בידי צוות בארה"ב, שזכו השנה בפרס נובל על תגליתם".
תצפיות על הפיצוץ מכמה טלסקופים שונים // צילום: אי.אף.פי
לדברי האסטרונום פרופ' דובי פוזננסקי מאוניברסיטת תל אביב, "קשה להפריז בחשיבות גילויים של גלי הכבידה ושל קרינה בו זמנית. תגלית זו פותחת עידן חדש בחקר היקום. עד לאחרונה היה באפשרותנו להתבונן ביקום כמעט אך ורק באמצעות גלי האור המגיעים אלינו - חוש הראייה. היכולת לקלוט גם גלי כבידה היא אנלוגית לחוש המישוש. היום יש לנו יכולת לחקור את היקום באמצעות שילובם של שני החושים. לראות ולמשש בו זמנית".
מייד עם היוודע גילויים של גלי כבידה מאירוע התמזגות כוכבי נויטרונים, הופנו מרבית הטלסקופים, על פני כדור הארץ ובחלל, אל האזור הכללי שממנו הגיעו הגלים. זאת, במטרה למצוא עקבות לפיצוץ הנלווה על ידי מדידות של הקרינה אלקטרומגנטית – מקרינת גאמה, דרך אור נראה, ועד גלי רדיו. מדענים מאוניברסיטת תל אביב מובילים חלק נכבד מהמאמץ, הן התצפיתי והן התיאורטי – ניתוח התצפיות ופענוחן.
"תוך כמה ימים הפיצוץ הפך מכחול לאדום"
ד"ר יאיר הרכבי, שנמצא כיום באוניברסיטת סנטה ברברה בקליפורניה, ועתיד להצטרף לחוג לאסטרונומיה של אוניברסיטת תל אביב, הוביל את אחת הקבוצות שאיתרה את מיקומו המדויק של האירוע: גלקסיה בשם NGC4993, שנמצאת 'בשכונה שלנו' ביקום – 'רק' כ-120 מיליון שנות אור מכדור הארץ. למחקר זה, שמתפרסם היום בכתב העת 'Nature', שותפים גם פרופ' דובי פוזננסקי ופרופ' דן מעוז מאוניברסיטת תל אביב ותלמידיהם, ופרופ' צבי פירן וד"ר אסף חורש מהאוניברסיטה העברית, ופרופ׳ ערן אופק ממכון ויצמן. "כשהפנינו את הטלסקופ אל אזור האירוע, גילינו עצם שדעך בבהירותו פי 100 בכמה ימים, ומהר מאד הפך מכחול לאדום", אומר ד"ר הרכבי. "התנהגות זו אינה דומה לשום דבר שאנחנו מכירים. בזכות רשת הטלסקופים שלנו ב-Las Cumbres Observatory, שפרוסה מסביב לעולם, יכולנו לעקוב אחר ההשתנות המהירה של העצם כל כמה שעות, ולחזות בדעיכתו המהירה בזמן אמת. הנתונים שאספנו ילמדו אותנו על התהליכים שמתרחשים בהתמזגות כוכבי נויטרונים ועל חשיבותם ביצירת החומרים שמרכיבים את היקום שלנו".
פרופ' אהוד נקר ותלמיד המחקר אור גוטליב, אף הם מאוניברסיטת תל אביב, מובילים את הניתוח התיאורטי עבור קבוצה נוספת של מדענים, בהובלת חוקרים מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech). "זה מספר שנים אנחנו מפתחים תחזיות תיאורטיות כיצד ייראה הפיצוץ ממיזוג כוכבי נויטרונים בכל אורכי הגל", אומר פרופ' נקר. "כפי שקורה לא פעם, הטבע יצירתי מאיתנו, ולצד תחזיות שלנו שהתממשו יפה, למשל בתחום הרדיו, נצפו בפיצוץ מאפיינים מפתיעים ונדרשת עוד עבודה על מנת להבינם", אומר פרופ' נקר. "אחת התוצאות המעניינות שעולות מניתוח התצפיות היא היסודות שמהם מורכב החומר שהועף בפיצוץ. עד לגילוי הזה, לא ידענו מתי והיכן ביקום נוצרים כחצי מהיסודות הכבדים מברזל, על אף חשיבותם בחיינו. היום, לאור התצפיות, אנחנו יכולים כמעט בוודאות לומר, שעיקר הזהב ביקום, כולל טבעת הנישואין שלי, מקורו במיזוגים של כוכבי נויטרונים. כך גם לגבי אורניום למשל, ומתכות רבות אחרות".
"אין לנו ספק שזו רק ההתחלה," מסכם פרופ' דן מעוז. "היכולת לגלות אור וגלי כבידה ביחד מבשרת על עידן חדש באסטרונומיה, ואנחנו מצפים להרבה תגליות מפתיעות בשנים הקרובות".
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו