לפני שנתיים, העולם התפעל מהצצה ראשונה אי-פעם אל תוך חור שחור סופר-מסיבי. מדענים במצפה כוכבים בשם "אופק-האירועים" אפשרו לנו הצצה אל ה"מפלצת" שבמרכז הגלקסיה M87, שנמצאת במרחק כ-55 מיליון שנות אור מאתנו.

השבוע, 19 מצפי-כוכבים משחררים מידע שיאפשר לנו להבין טוב יותר את החור השחור העצום הזה, ולבצע בחינות טובות יותר של תאוריית היחסות הכללית של איינשטיין. ע"פ תאוריה זו, כבידה היא עקמומיות של רצף המרחב-זמן, הנגרמת על ידי גופים מסיביים.

קשה לדמיין? נסו להניח כדור כבד או קופסה כבדה על מיטה רכה. אח"כ שימו כמה גולות מסביב. הגולות יפלו קרוב יותר אל הכדור/קופסה, בגלל השקע שנוצר במיטה: המסה של הכדור יוצרת את השקע הזה בפני השטח של המיטה. אם הכדור הזה היה כוכב-לכת, אז השקיעה הזו מייצגת את העקמומיות של רצף המרחב-זמן.

ככל שכוכב הלכת מסיבי יותר, השקע יהיה גדול יותר, וגופים קטנים בחלל, כמו גולות, יימשכו אליו בכוח רב יותר.

חורים שחורים, שהם הגופים המסיביים ביותר, שיוצרים את השקעים העמוקים ביותר ביקום (או בעלי כוח המשיכה החזק ביותר), הם מקומות מעולים לבחינת גבולותיה של תאוריית היחסות הכללית של איינשטיין.

הכבידה האדירה של חורים שחורים יכולה לגרום לתנועת סילונים של חלקיקים ממרחקים עצומים במהירות גבוהה מאוד. כה גבוהה שהיא קרובה למהירות האור! סילונים אלה מפיצים סוגי אור שונים, מהאור הנראה ועד לאולטרה-סגול וקרני X, דרך כל הספקטרום האלקטרומגנטי.

לכל חור שחור יש דפוס "חתימת סילון" משלו. הדפוסים האלה יכולים לספק לאסטרונומים רמזים לגבי האופן שבו חור שחור מסתובב, או לגבי כמות האנרגיה שיש לו. הפענוח אינו פשוט, שכן הדפוסים האלה משתנים עם הזמן, כך שמדענים צריכים לעקוב אחריהם בעקביות, ולכן המידע מכל 19 המצפים חשוב מאוד.

עם כל כך הרבה תמונות וכל כך הרבה מידע, מדענים מקווים לפענח את הקשר בין חורים שחורים לבין הסילונים שפורצים מהם – אחת התעלומות הגדולות ביותר באסטרונומיה!

---

התמונה היא שילוב של תמונות שמראות איך מערכת M87 נראתה כשהאסטרונומים צלמו את התמונה הראשונה של חור שחור ב-2017 (פורסמה ב 2019). תמונה זו, המשלבת נתונים מ-19 מצפים על פני כדור הארץ ובחלל, מראה עד כמה גדול החור השחור M87 – וכמה רחוק הסילונים שלו מגיעים, עד כדי כך שהם חוצים את גבולות הגלקסיה שלו.      

תרגום: ד"ר איילת ויצמן