לאחרונה התפרסם גילויה של סופרנובה יוצאת דופן שבהקה במשך זמן רב מסופרנובה רגילה [1]. חקירת המקרה הביאה למסקנה כי זהו כוכב שעבר שתי סופרנובות שונות, תהליך יוצא דופן שמעולם לא נצפה קודם. התהליך עדיין לא מובן לחלוטין, אבל ההסבר המקובל טמון בקשר בין אנרגיה למסה שגילה איינשטיין בראשית המאה הקודמת.

מאמר שהתפרסם לאחרונה נחשף כי בשנת 2014, גילו מדענים בטלסקופ פאלומר [2], הממוקם בקליפורניה שבארה"ב, תופעה מרתקת: סופרנובה המתנהגת באופן שונה ממה שהיה מוכר למדע. הסופרנובה, בעלת השם הקליט iPTF14hls, בהקה במשך זמן רב בהרבה מסופרנובה רגילה. לרוב, סופרנובות בוהקות בחוזקה ומאבדות מעוצמת ההארה שלהן באיטיות, עד שלבסוף הן דועכות לאחר כ-100 ימים. לעומת זאת, iPTF14hls בהקה באופן יוצא דופן; עוצמת האור שלה גדלה וקטנה באופן מחזורי, עד שלבסוף דעכה לאחר 600 ימים שלמים.

אז מהו המקור להתנהגות יוצאת הדופן של iPTF14hls? רמז חשוב הוא תצפית שלכאורה נשמעת כאירוע נפרד ולא קשור: בשנת 1954 נצפה באותו אזור בדיוק של השמיים, פיצוץ עצום אשר עוצמתו הייתה בסדר גודל של סופרנובה. האם האירועים קשורים זה לזה? היתכן שכוכב אחד עבר שני תהליכי סופר נובה? והאם יש קשר להתנהגות יוצאת הדופן של הסופרנובה השנייה?

במשך חייו, נמצא כל כוכב – כמו השמש שלנו – בשיווי משקל עדין. מבחוץ, מושך אותו כוח הכבידה העצום שלו אל עבר מרכזו. מבפנים, ההפרש בין הלחץ הגבוה במרכזו ללחץ הנמוך קרוב לשפתו מאזן את כוח הכבידה [3]. איזון זה ימשך כל עוד יכול הכוכב למזג יסודות קלים כמו מימן והליום ליסודות כבדים יותר כמו ליתיום וברזל. יסודות כבדים יותר לא עוברים עוד היתוך בליבת הכוכב, מאחר והתהליך לא משתלם מבחינה אנרגטית. בשלב בו התמזגו כל היסודות הקלים הניתנים למיזוג, מופר האיזון בין הכוחות והכוכב מסיים  את חייו. כוכבים בעלי מסה גדולה בהרבה ממסת השמש מסיימים את חייהם בפיצוץ אלים – סופרנובה [4,3].

בשלב זה, לא ברור עדיין לחלוטין מה אירע במרכז הכוכב והוביל להתנהגות יוצאת הדופן הזו. הסברה המובילה היא כי הכוכב עבר למעשה שתי סופרנובות בהפרש של כשבעים שנים. מה יכול לגרום לכך? בסיומה של הסופרנובה, נותר במקום שהיה בעבר מרכז הכוכב ריכוז של חומרים שונים שנוצרו בעקבות תהליכי ההיתוך השונים. במקרים רבים נוצר כוכב קטן ודחוס העשוי בעיקר מפחמן וחמצן: "ננס לבן" [5].

כדי שהכוכב ימשיך לפלוט אור במשך זמן רב כפי שנצפה ב-iPTF14hls יש צורך במקור אנרגיה נוסף. אחת התאוריות המסבירות תופעה זו מערבת את עיקרון המרת האנרגיה למסה שחזה אלברט איינשטיין בתחילת המאה הקודמת. בליבותיהם של כוכבים שמסתם גדולה מ-100 מסות שמש,  משתחררת מספיק אנרגיה בכדי ליצור זוגות אלקטרונים ואנטי אלקטרונים (הנקראים גם פוזיטרונים[6]). בתהליך זה גובר לחץ הכבידה על לחץ הקרינה הקטן והולך והכוכב קורס חלקית; דבר הגורם להשלת חומר רב ולפיצוץ דמוי סופרנובה שאינו הורס לחלוטין את הכוכב.

תאוריה חליפית מעלה את האפשרות שבליבת הכוכב נוצר חור שחור, הפולט קרינה חזקה. קרינה זו "דוחפת" החוצה את מעטפת הכוכב, וגורמת לכך שקריסתו איטית יותר.

למרות שתאוריות אלו יכולות להסביר את האירועים האלימים ש-iPTF14hls חווה ואת התנודתיות בבהירותו הן אינן מתארות את האירוע במלואו. כמות האנרגיה שהשתחררה באירוע בשנת 2014 גבוהה בהרבה מזו הנחזית על ידי המודלים הקיימים. בנוסף, זמן הבהירות הרב אינו מוסבר על ידי אף מודל קיים. המקרה המופלא של iPTF14hls מראה לנו שבמדע לא תמיד יש בידינו תשובות לכל השאלות, ושראיות חדשות תמיד יכולות לערער את אלו הקיימות. בעוד הכוכב iPTF14hls כבר סיים את חייו, הידע אשר סיפק לקהילה המדעית ימשיך את מורשתו לעד.

What is dead may never die.

מקורות:

1. למאמר שהתפרסם במגזין נייצ'ר
2. על הטלסקופ פאלומר
3. על הסדרה הראשית של כוכבים
4. על מותם של כוכבים
5. על ננסים לבנים
6. על חלקיקים ואנטי חלקיקים
7. לקריאה נוספת:“Astrophysics in a nutshell” by Dan Maoz, 2nd Ed.
8. מאמר נוסף ממגזין נייצ'ר