אסטרונומים מארצות הברית ואיטליה, בשיתוף עם חוקרים מרחבי העולם, בהם גם ממכון ויצמן ומאוניברסיטת תל אביב, פרסמו היום (שני) כי מערכת גלאים ייחודית שהוצבה בארצות הברית ואיטליה הצליחה לזהות אירוע מטלטל עולמות שאירע לפני 120 מיליון שנים. שלושת הגלאים, שנבנו במיוחד למטרה זו, זיהו התנגשות ומיזוג של שני כוכבי ניוטרונים, כוכבים דחוסים בניוטרונים שמאמינים שמיזוגם יכול להיות המקור ליסודות הכבדים שנמצאים ביקום, ובכדור הארץ, כמו זהב, אורניום ואפילו יוד.

ד"ר יאיר הרכבי, שנמצא כיום בהשתלמות באוניברסיטת סנטה ברברה בקליפורניה, ועתיד להצטרף בקרוב 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. "כשהפנינו את הטלסקופ אל אזור האירוע, גילינו עצם שדעך בבהירותו פי 100 בכמה ימים, ומהר מאד הפך מכחול לאדום," אמר ד"ר הרכבי. "התנהגות זו אינה דומה לשום דבר שאנחנו מכירים. בזכות רשת הטלסקופים שלנו 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' אבישי גל-ים מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע הסביר את משמעות הגילוי: "התיאוריה הזאת קיימת לפחות 50 שנה, ורק כעת, סוף-סוף, אנחנו יכולים לחזק את הראיות שזה אכן מה שאירע. כל יסוד בטבע קולט ופולט אור בחלק שונה של הספקטרום, וכך, באמצעות טכנולוגיה הקרויה ספקטרוסקופיה, יכולנו לקבוע אילו יסודות פלטו את הקרינה שנצפתה בעקבות מיזוג הכוכבים".

המדענים הצליחו לזהות יסודות כבדים נדירים יחסית, כגון טלור, אך גם שכיחים יותר, כגון צזיום ויוד. "הממצאים שלנו מצביעים, בין היתר, על כך שכל אטום של יוד על-פני כדור-הארץ, כולל היוד שבו אנו משתמשים לחיטוי פצעים, הגיע בעבר הרחוק ממיזוג של כוכבי ניטרונים", אומר פרופ' גל-ים. הוא מוסיף כי מקורותיהם של יסודות כבדים יותר כגון אורניום וזהב, עשויים גם הם להיות במיזוג כוכבי ניטרונים, אך מסיבות שאינן ברורות בינתיים, לא זוהו יסודות אלה במיזוג הנוכחי".

גלקסיית NGC 4993 המרוחקת 130 מיליון שנות אור מכדור הארץ. צילום: ESO/J.D. Lyman, A.J. Levan, N.R. Tanvir

זוהי לא התגלית המרשימה הראשונה שמערכת הגלאים, שנקראת "ליגו", מצליחה לאתר. לפני כשנתיים המערכת הצליחה לאשש תיאוריה של אלברט איינשטיין, שניבא את קיומם של גלי כבידה, כשהיא צפתה בהתנגשות בין שני חורים שחורים. "כאשר מתנגשים שני חורים שחורים, כל מה שאפשר לגלות, אלה גלי כבידה, כיוון שכל השאר נבלע פנימה", הסביר פרופ' גל-ים, והוסיף: "לעומת זאת, כוכבי ניטרונים 'שוקלים' פחות מחורים שחורים. לכן, כאשר הם מתנגשים ומתמזגים, חלק מהקרינה והמאסה נפלט – ואז אפשר לגלות אותם, במקביל לגלי הכבידה. גלי הכבידה מורגשים על-ידי הגלאי במשך שבריר שנייה בלבד, אך שאר הקרינה ממיזוג כוכבי הניטרונים מגיעה במשך ימים אחדים. קרינה זו הגיעה בתצורות מוכרות יותר, ובהן קרינת איקס ("רנטגן"), קרינת גאמה, וכן קרינה באורכי הגל אולטרה-סגול, אינפרה-אדום ואור הנראה לעין". כזכור, תגלית גלי הכבידה, שההתנגשות שגרמה להם אירעה לפני יותר ממיליארד שנים, זיכתה את החוקרים בפרס הנובל לפיסיקה לשנת 2017.

פרופ' דובי פוזננסקי, אף הוא אסטרונום מאוניברסיטת תל אביב, מוסיף: "קשה להפריז בחשיבות גילויים של גלי הכבידה ושל קרינה בו זמנית. זו תגלית שפותחת עידן חדש בחקר היקום. עד לאחרונה היה באפשרותנו להתבונן ביקום כמעט אך ורק באמצעות גלי האור המגיעים אלינו  ­- חוש הראיה. היכולת לקלוט גם גלי כבידה היא אנאלוגית לחוש המישוש. היום יש לנו את היכולת לחקור את היקום באמצעות שילובם של שני החושים. לראות ולמשש בו זמנית״.



טלסקופים רבים הבחינו בקרינה זו, אשר הופיעה כנקודה חדשה בשמים, אך תחילה לא היינו בטוחים כי נקודה זו היא באמת מיזוג הכוכבים שגילו הגלאים "ליגו" ו"וירגו", אומר פרופ' ערן אופק, גם הוא מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים ואסטרופיסיקה במכון ויצמן למדע.

חוקרים ברחבי העולם, כולל קבוצתו, פיענחו את המידע על המיזוג והגיעו למסקנה כי הנקודה אכן הייתה "חתימתו האופטית" של מיזוג כוכבי הניטרונים אשר גילו הגלאים. פרופ' אופק ומדענים אחרים קבעו כי כמות החומר שנפלט הייתה שקולה, בערך, למאית מאסת השמש וכי החומר הזה טס בחלל במהירות של כרבע ממהירות האור. "זו הפעם הראשונה שכמות גדולה כל כך של חומר נצפתה בתנועה מהירה כל כך", הוא אמר.

פרופ' אופק ופרופ' גל-ים הם חלק משיתופי פעולה מדעיים בין-לאומיים נרחבים שעסקו בפיענוח הנתונים ממיזוג כוכבי הניטרונים. תוצאות הניתוחים האלה עשויות להוביל, בהמשך, לתגליות נוספות על מקורותיהם של יסודות כבדים, ולספק תשובות לשאלות פתוחות אודות טבעה של הכבידה, והתפוצצויות שבהן "מתים" כוכבים.