אנימציה של אמן של מיקרונובה, סוג חדש של פיצוץ כוכבים. קרדיט: מצפה הכוכבים הדרומי האירופי.
אסטרונומים גילו פיצוצים תרמו-גרעיניים מקומיים מאוד שהגיעו מפני השטח של שלושה כוכבי ננס לבנים - אירועים קצרי מועד יוצאי דופן שהם כינו "מיקרונובות". הם דומים לנובות, אלא שהפיצוצים האלה יכולים להישרף דרך כמות עצומה של חומר תוך שעות ספורות בלבד, שווה ערך ל-3.5 מיליארד גדול הפירמידות של גיזה. לפי מחברי מאמר חדש שפורסם בכתב העת Nature, מיקרונובות יכולות להיות נפוצות ביקום; פשוט קשה לזהות אותם כי הם לא מחזיקים מעמד זמן רב.
"התופעה מאתגרת את ההבנה שלנו כיצד מתרחשים פיצוצים תרמו-גרעיניים בכוכבים", אמרה שותפה לכותבת סימון סקרינגי, אסטרונום באוניברסיטת דורהאם בבריטניה. "חשבנו שאנחנו יודעים את זה, אבל הגילוי הזה מציע דרך חדשה לגמרי להשיג אותם. זה רק מראה עד כמה היקום דינמי."
אסטרונומים יודעים על נובות במשך מאות שנים. האסטרונום טיכו ברהה מהמאה ה-16 טבע את המונח לאחר שראה סופרנובה בשנת 1572, ותיאר אותה במסכתו. דה נובה סטלה ("לגבי הכוכב החדש"). המונחים שימשו לסירוגין עד שנות השלושים של המאה הקודמת, כאשר מדענים החלו להבחין בין האירועים, מכיוון שהסיבות והאנרגיות שלהם נראו שונות לגמרי. נובות הן בדרך כלל תוצאה, לא של כוכבים חדשים, כפי שהשם מרמז, אלא שרידים של כוכבים עתיקים הידועים בשם ננסים לבנים.
נאס"א
התהליך מתחיל במערכת בינארית, שבה אחד משני הכוכבים הופך לענק אדום, ומותיר רק ליבה של שרידי ננס לבן שעדיין במסלול עם הכוכב השני במערכת. גמד לבן הוא קטן וצפוף להפליא מכיוון שהוא מתמוטט כל כך חזק עד שהאלקטרונים שלו מתנפצים זה לזה ויוצרים "חומר מנוון אלקטרוני." בסופו של דבר האלקטרונים מספקים מספיק כוח לחיצה כלפי חוץ כדי לעצור את קריסת הכוכב.
אחד מכוכבי הגמד הלבן הראשונים שהתגלו, מדובב 40 ארידאני ב, היה בעל צפיפות של יותר מ-25,000 מזו של השמש, ארוז בנפח קטן בהרבה (בערך בגודל של כדור הארץ) - מסקנת תצפית שהאסטרונומים חשבו בתחילה כבלתי אפשרית. גמד לבן שני, סיריוס B (מסביב לכוכב אַברֵק), התגלה זמן קצר לאחר מכן ונראה צפוף להפליא. כפי שניסח זאת האסטרונום ארתור אדינגטון ב-1927:
אנו לומדים על הכוכבים על ידי קבלה ופירוש של המסרים שהאור שלהם מביא לנו. המסר של בן לוויה של סיריוס כאשר הוא פוענח רץ: "אני מורכב מחומר צפוף פי 3,000 מכל מה שאי פעם נתקלת בו; טון מהחומר שלי יהיה גוש קטן שאפשר לשים בקופסת גפרורים." איזו תשובה אפשר להשיב להודעה כזו? התשובה שרובנו קיבלנו ב-1914 הייתה - "שתוק. אל תדבר שטויות".
כמובן, זה לא היה שטויות בכלל, כפי שבסופו של דבר אישרו מדענים. והמאפיינים הייחודיים של כוכבי ננס לבנים הם שמובילים לנובות. אם ננס לבן קרוב מספיק לכוכב המלווה שלו, הוא מתחיל לשאוב חומר (בדרך כלל מימן) מהאטמוספירה החיצונית של הכוכב הנלווה שלו. המימן נופל על פני השטח החמים מאוד של הננס הלבן, והאטומים שלו מתמזגים להליום בפיצוץ תרמו-גרעיני. עבור נובה, זה מתרחש על פני כל פני הכוכב, ומייצר אור עז ובהיר שניתן לצפות בו במשך מספר שבועות.
אוניברסיטת דורהאם
אז סקרינגי וחבריו האסטרונומים הופתעו לגלות הבזקי אור בהירים, הדומים לנובה, ש נמשך רק כמה שעות תוך ניתוח נתונים מלוויין הסקר ה-Exoplanet Transiting Exoplanet של נאס"א (TESS). המשימה של TESS, שהושקה ב-2018, היא לחפש כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו על ידי חיפוש אחר צניחה תקופתית באור מכוכבים - עדות לכך שכוכב הלכת החיצוני עשוי להקיף כוכב כזה.
חקירה נוספת העלתה שני אירועים דומים נוספים, שהאסטרונומים כינו אותם מיקרונובות. שניים מאותם אירועים נצפו בכוכבים שכבר ידועים כגמדים לבנים. הצוות הסתמך על תצפיות נוספות מהטלסקופ Very Large Telescope של מצפה הכוכבים הדרומי האירופי כדי לאשר שהשלישי גם הוא גמד לבן.
אבל למה הפיצוצים התרמו-גרעיניים האלה היו מקומיים בצורה כל כך מוזרה? מאמר המשך שפורסם ב-Mothly Notices of the Royal Astronomical Society מציע שניתן להפעיל מיקרונובות על ידי כליאה מגנטית של חומר על גמד לבן המצטבר. השדות המגנטיים החזקים של הכוכב מעבירים חומר לכיוון הקטבים המגנטיים, ומעוררים פיצוץ תרמו-גרעיני התחום באותם שדות מגנטיים.
"לראשונה, ראינו כעת שהיתוך מימן יכול להתרחש גם בצורה מקומית. ניתן להכיל את דלק המימן בבסיס הקטבים המגנטיים של כמה גמדים לבנים, כך שההיתוך מתרחש רק בקטבים המגנטיים הללו." אמר המחבר פול גרוט, אסטרונום באוניברסיטת Radboud בהולנד. "זה מוביל להתפוצצות פצצות מיקרו-היתוך, שלהן כמיליון מעוצמת פיצוץ נובה, ומכאן השם מיקרונובה".
השלב הבא הוא לזהות עוד יותר אירועי מיקרונובה כדי לאמת השערה זו. "כביכול יש בהם בשפע; פשוט ממש קשה למצוא אותם", אמר סקרינגי. "לאחר שמצאנו עוד מיקרונובה, אנו מקווים שנוכל לנסות ולפתח את התיאוריות שלנו לגבי האופן שבו פיצוצים תרמו-גרעיניים יכולים להתרחש כאשר חומר מוגבל מגנטית על גמד לבן."
DOI: טבע, 2022. 10.1038/s41586-022-04495-6 (לגבי DOIs).
תמונת רישום מאת ESO/M. קורנמסר, ל. קלצ'דה
