היקום שלנו מלא בתעלומות – מהחורים השחורים העצומים ועד לידיעת מוצא החומר האפל. חוקרי האסטרופיזיקה נחושים להביא אותנו צעד נוסף לעבר הבנת חוקי הטבע ביקום כולו, תוך שהם מצליחים לאתגר את גבולות הידע האנושי.
מחקרים רבים בתחום מבקשים לפצח את הסודות הגדולים ביותר של הקוסמוס ולהבין את המנגנונים שמניעים את היקום. לחשיפת ממצאים חדשים בתחום יש השפעה ישירה על פיתוח טכנולוגיות, הבנת תהליכים פיזיקליים מורכבים ועד לקידום חזית המדע ברפואה, במחשוב ובחקר כדור הארץ.
בהקשר זה המדע הישראלי הוא בגדר "אור לגויים" בזכות מחקרים מרתקים שנועדו להאיר על תופעות ייחודיות, תוך חיפוש מתמיד אחר תופעות קוסמיות מסתוריות וניסיון להבין את מקורות הקרינה המשתנים ביקום בצורה טובה יותר.
על אחד המחקרים, שצברו תהודה משמעותית בתקופה האחרונה, אמון פרופ' פז בנימיני, אסטרופיזיקאי של אנרגיות גבוהות, ממרכז ARCO לאסטרופיזיקה של האוניברסיטה הפתוחה, שבחן זיהוי אובייקט שמיימי באמצעות קרינת רנטגן ממשאב רדיו בהיר ונדיר, המתאפיין במחזוריות ארוכה. המטרה: לשפוך אור חדש על תופעות קוסמיותולתרום להבנה מעמיקה של מקורות קרינה משתנים ביקום. ברמה המדעית, מדובר על אירוע בעל פוטנציאל לשנות את האופן שבו מדענים חוקרים את יחסי הגומלין שבין קרינה אלקטרומגנטית לבין גופים שמימיים רחוקים.
במקום הנכון ובזמן הנכון
המחקר שנעשה בשיתוף עם מדענים מובילים מרחבי העולם, בראשם זיטנג וונג מאוניברסיטת Curtin שבאוסטרליה - וביניהם זורוואר וודיאסינג, חוקר בנאס"א מאוניברסיטת מרילנד, זכה להתפרסם ב-Nature כתב העת המדעי הנחשב לאחד מהמובילים בעולם. הוא החל למעשה לפני כשנה באמצעות טלסקופ מבוסס קרני רדיו, בשעה שזיהה אותות של אובייקט שמיימי עם מחזוריות זמן ארוכה של 44 דקות, זאת בהשוואה לאובייקטים אחרים בעלי מאפיינים דומים שעד היום הציגו מחזור סיבוב טיפוסי של שניה או עשירויות שניה בלבד.
ראשיתו של המחקר התרחשה בשנת 2020, באמצעות תגלית שבישרה על מחזוריות של עשרות עד מאות ימים בזמני הגעת אותות משני מקורות חוץ גלקטיים של הבזקי קרינת רדיו. תגלית זו הובילה למחקר בראשותו של פרופ' בנימיני בצוותא עם ד"ר וודיאסינג, שחקר מצידו מנגנון שביכולתו להאט את זמני הסיבוביות של כוכבי ניוטרונים בעלי שדה מגנטי חזק (מגנטרים) ממחזוריות טיפוסית של שניות לשעות, ימים ואף יותר. אחד הניבויים של המאמר מצא שניתן לגלות מגנטרים בעלי סיבוב איטי שכזה גם בגלקסיה שלנו. משכך, עבודת מחקר מקדימה זו הובילה קבוצת חוקרים אוסטרלית למצוא ב-2021 את האובייקט הראשון מסוגו בגלקסיה שלנו.
המחקר שהתבצע על בסיס תצפית, גילה עצם אסטרופיזיקלי ייחודי, ומצא אובייקט ראשון מסוגו בגלקסיה עם זמן מחזור סיבובי הנמשך למעלה מ-1,000 שניות. רקע זה הוביל למחקר הנוכחי שסרק את השמיים למצוא אובייקטים נוספים בגלקסיה עם מחזוריות רדיו ארוכה ולחפש האם ניתן לזהות אותם גם דרך קרינה שאינה בתחום הרדיו. המחקר מציג גילוי ראשון של אובייקט כזה שהתגלה גם ברדיו וגם בקרינת רנטגן.
לדברי פרופ' בנימיני: "אחת ההשלכות של המחקר שלנו מ-2020 הייתה שבמידה ומסקנותיו אכן נכונות, הרי שאנחנו אמורים לראות אובייקטים רבים בעלי זמן מחזור ארוך גם בגלקסיה שלנו, כלומר כוכבי ניוטרונים שמסתובבים מאוד לאט, שבמידה ונחפש בצורה ייעודית לכך באמצעות קרני רדיו, נוכל למצוא אותם בסופו של דבר".
מהו החידוש המשמעותי שהמחקר מציג?
"שכעת ניתן לזהות אובייקטים אסטרופיזיקליים עם מחזוריות רדיו ארוכה לא רק באמצעות קרני רדיו, אם כי בעזרת קרינת רנטגן (x-ray). למעשה, עד היום ההסתכלות על אובייקטים דרך קרני רנטגן לא צלחה עקב סיבות כמו מקור מאוד עמום או מדידות שלא היו מספיק רגישות. הבדל משמעותי בין שני סוגי הקרינה, הוא שהמיקום בשמיים ממנו ניתן לזהות קרינת רנטגן ברגישות גבוהה (באמצעות טלסקופ החלל צ'נדרה) הוא שטח מאוד מצומצמם. במילים אחרות, הסיכוי שהטלסקופ יסתכל במקום הנכון בזמן גילוי פעילות הרדיו היה מאוד קטן, אבל לשמחתנו זה אכן הצליח. אנחנו מאמינים שהגילויים במחקר הנוכחי מובילים עימם בשורה חשובה שעשויה בהחלט להשליך על המחקר העתידי בצורה שטרם הכרנו".
מה הכוונה?
"המחקר הינו פורץ דרך כיוון שהוא מאפשר כעת להבין אובייקטים עם מחזוריות רדיו ארוכה בצורה שונה ולפענח אותם בתצורה שלא הייתה קיימת עד היום. השאיפה בעתיד היא להסתכל על אובייקטים דומים באמצעות קרינת רנטגן, וכך להבין יותר לעומק את הטבע הפיסיקלי שלהם. כך לדוגמה, סוג אחר של מערכת שעשוייה להוביל לקרינת רדיו עם מחזוריות ארוכה הוא זוג של כוכב קומפקטי בשם 'ננס לבן' המסתובב סביב כוכב נוסף הסמוך אליו. מערכות כאלו מובילות למאפייני קרינה שונים, ובפרט הציפייה היא שקרינת הרנטגן מהם תהיה חלשה בהרבה. זוהי דוגמה שממחישה כיצד נוכל בעתיד לאפיין אובייקטים אסטרופיזיקליים נוספים ולקטלג אותם תחת תתי אוכלוסייות. יש בכך ערך מוסף למחקר שיוכל להמשיך ולהתפתח, הודות לזוויות או למנגונים שונים שיאפשרו לנתח את האובייקטים בצורה מדויקת יותר, בשילוב הבנה פיזיקלית על סמך התיאוריה".
