סערת שמש ליד חור שחור: חוקרי הטכניון זיהו לראשונה התפרצות מגנטית בעטרה של חור שחור על-מסיבי
תצפיות בקרינת רנטגן מהגלקסיה NGC 3783 חשפו התפרצות הדומה בהתפתחותה להתפרצויות בשמש. חוקרי הטכניון זיהו בה את "אפקט נויפרט" – ראיה למנגנון מגנטי בעטרה של חור שחור על-מסיבי
השמש שלנו משגרת מדי פעם התפרצויות עזות. בזמן התפרצות כזו, קווי שדה מגנטי בעטרה של השמש מתנתקים ומתחברים מחדש. כתוצאה מכך, אנרגיה מגנטית הופכת בבת אחת לחום, לקרינה ולתנועה. לעיתים השמש גם משליכה לחלל ענן של חלקיקים טעונים. ענן כזה עלול לשבש לוויינים ותקשורת בכדור הארץ.
עכשיו חוקרים מהטכניון מדווחים על תופעה דומה בסביבה קיצונית בהרבה. הצוות זיהה התפרצות בעלת חתימה הדומה לזו של התפרצויות שמש, בסביבת חור שחור בלב הגלקסיה NGC 3783. המחקר ראה אור בכתב העת The Astrophysical Journal Letters. את המחקר הובילה גל ורדי, דוקטורנטית בפקולטה לפיזיקה בטכניון, בהנחיית פרופ' אהוד בכר. לצידם עבדו שותפים מיפן, מאירופה ומארצות הברית.
עטרה סביב חור שחור
חורים שחורים על-מסיביים יושבים במרכזי גלקסיות. מסת החור השחור ב-NGC 3783 מוערכת בכ-28 מיליון מסות שמש. גז שזורם לעברו מתחמם ופולט קרינה עזה. חלק גדול מקרינת הרנטגן מגיע מאזור חם במיוחד בקרבת החור השחור. האסטרונומים קוראים לאזור הזה "עטרה", בהשאלה מהעטרה של השמש.
עם זאת, השאלה מה מחמם את העטרה הזו עדיין פתוחה. הדמיון לכוכבים קרים כמו השמש רמז על חיבור מחדש של קווי שדה מגנטי. החוקרים חיפשו בנתוני הקרינה חתימה מוכרת מהשמש, כדי לבחון את המנגנון. אין מדובר בצילום של קווי השדה או של תהליך החיבור מחדש עצמו.
אפקט נויפרט: החתימה של סערת שמש ליד חור שחור
הצוות השתמש בשני טלסקופי רנטגן בחלל. הראשון הוא XRISM, משימה משותפת של סוכנות החלל היפנית, נאס"א וסוכנות החלל האירופית. השני הוא XMM-Newton של סוכנות החלל האירופית. במהלך קמפיין התצפית תיעדו הטלסקופים שש התפרצויות. כל אחת מהן ארכה כיום או יומיים.
באחת ההתפרצויות זיהו החוקרים את אפקט נויפרט. האפקט קושר בין שני סוגי קרינת רנטגן. בשמש, הקרינה ה"קשה", בעלת האנרגיה הגבוהה, עולה בזמן שחרור האנרגיה. לעומת זאת, הקרינה ה"רכה" מצטברת ככל שהגז מתחמם. לכן עוצמת הקרינה הקשה תואמת את קצב השינוי של הקרינה הרכה.
ב-NGC 3783 זיהו החוקרים התאמה בין עוצמת הקרינה הקשה לבין קצב השינוי של הקרינה הרכה. לעומת זאת, ההתאמה הישירה בין עוצמות הקרינה בשני התחומים הייתה חלשה יותר. לפי פרשנות החוקרים, ההבדל תומך בכך שחיבור מחדש מגנטי הזין את ההתפרצות.
רוח מהירה, לולאה מגנטית ושדה עוצמתי
במהלך אותה התפרצות זיהו הטלסקופים גם רוח גז מהירה במיוחד. מחקר קודם מאותו קמפיין דיווח על הולדתה. הגז נע בכחמישית ממהירות האור, כלומר כ-60 אלף קילומטרים בשנייה. החוקרים משווים את הרוח לפליטות מסה מהעטרה של השמש, שמלוות לעיתים התפרצויות סולאריות.
בנוסף, החוקרים העריכו את גובה הלולאה המגנטית שממנה יצאה ההתפרצות. לפי חישוביהם, ובהנחה שהחלקיקים נעים קרוב למהירות האור, הגובה קטן מ-30 "רדיוסי כבידה" – יחידת אורך התלויה במסת החור השחור. בחור שחור במסה כזו, 30 רדיוסי כבידה הם כ-1.2 מיליארד קילומטרים. זהו בערך פי שמונה מהמרחק בין כדור הארץ לשמש. במונחים של חור שחור, זהו אזור צמוד אליו.
מתכונות הרוח גזרו החוקרים גם את עוצמת השדה המגנטי. לפי שיקולי אנרגיה והמודל שבו השתמשו, השדה שאנרגייתו השתחררה בהתפרצות היה חזק מ-1.3 טסלה, שהם 13 אלף גאוס. זהו אומדן עקיף, ולא מדידה ישירה של השדה. לשם השוואה, השדה המגנטי של כדור הארץ חלש ממנו פי עשרות אלפים.
לדברי החוקרים, הממצאים תומכים בכך שאותו תהליך פיזיקלי פועל בסביבות שונות מאוד. הוא פועל בעטרה של השמש, וגם ליד חור שחור כבד ממנה פי עשרות מיליונים. עם זאת, המחקר מתבסס על התפרצות אחת מתוך שש. החוקרים כותבים שעוד צריך לבדוק אם תכונותיה אופייניות להתפרצויות סביב חורים שחורים. גם בשמש, אגב, אפקט נויפרט מופיע רק בכמחצית מההתפרצויות.
שאלות ותשובות
מהי עטרה של חור שחור?
זהו אזור של גז חם מאוד בקרבת החור השחור, שפולט חלק גדול מקרינת הרנטגן. האסטרונומים שאלו את השם מהעטרה של השמש.
מהו אפקט נויפרט?
זהו דפוס שבו עוצמת קרינת הרנטגן הקשה תואמת את קצב השינוי של הקרינה הרכה. אסטרונומים זיהו אותו בשמש ב-1968. לפי החוקרים, הוא מעיד שחיבור מחדש מגנטי מזין את ההתפרצות.
איך זיהו החוקרים התפרצות דומה להתפרצות שמש ליד חור שחור?
הם השוו את עקומות קרינת הרנטגן הרכה והקשה מהטלסקופים XRISM ו-XMM-Newton. בשני המכשירים הקרינה הקשה תאמה היטב את קצב השינוי של הקרינה הרכה.
מה עוד צריך לבדוק?
הממצא מתבסס על התפרצות אחת. לכן החוקרים מציינים שעוד צריך לברר אם התכונות שלה אופייניות לחורים שחורים אחרים.
המאמר המדעי
Observation of A Solar Like Magnetic Reconnection Event in an AGN Corona with XRISM, The Astrophysical Journal Letters, 2026
עוד בנושא באתר הידען
KioskNews shows a cleaned-up reading view extracted from the publisher’s page — the original always lives on their site, not ours.