הגלקסיה שלנו מורכבת ממגוון עצום של כוכבים. מסות הכוכבים שונות זו מזו בצורה ניכרת, כך שאנו מוצאים כוכבים שמאסתם נעה מעשירית המסה של השמש שלנו, ועד לשמשות הגדולות ממנה במסתן מאות מונים.
למרות זאת, כאשר אנו בוחנים אזורים שונים בגלקסיה ובוחנים את התפלגות המסה של הכוכבים הצעירים (IMF), כלומר מהו אחוז הכוכבים הצעירים בעלי מסה מסוימת מתוך כל הכוכבים הצעירים בחלק מסוים של הגלקסיה, אנו מגלים שההתפלגות הזו כמעט אינה משתנה מאזור לאזור. העובדה הזו מעידה שברוב חלקי גלקסיית שביל החלב הכוכבים נוצרים באותו תהליך בסיסי שבו הגז הדליל הנמצא בחלל מצטבר והופך לכוכב.
עם זאת יש בגלקסיה אזור אחד יוצא דופן – מרכז הגלקסיה. במרכז שביל החלב נמצא חור שחור עצום ממדים שמסתו גדולה פי שלושה ממסת השמש שלנו, וסמוך מאוד אליו אפשר להבחין בכוכבים צעירים.
הכוכבים הללו כוללים בין השאר כמאה כוכבים צעירים ומסיביים הפרושים בדיסק אחיד סביב החור השחור. גילם הצעיר והאחיד של הכוכבים מעיד שהם נוצרו סמוך לחור השחור, ככל הנראה באותו מאורע. אם זה נכון, הרי לא ייתכן שהם נוצרו באותו תהליך שגרתי המתרחש במקומות אחרים ברחבי הגלקסיה.
לקביעה הזאת יש שתי סיבות:
ראשית, התפלגות המסה של הכוכבים האלה שונה מהמקובל בשאר חלקי הגלקסיה. קרוב למרכז הגלקסיה אפשר למצוא ריכוז גבוה יחסית של כוכבים בעלי מסה גבוהה בהשוואה לשאר חלקי הגלקסיה.
ושנית, ענן המולקולות שממנו נוצרים כוכבים אמור לכאורה להיקרע לגזרים על ידי כוח המשיכה של החור השחור, כך שלהלכה כלל לא אמורים להיווצר התנאים ליצירת כוכבים חדשים ליד מרכז הגלקסיה.
לאחרונה הועלתה תיאוריה חדשה המסבירה את כיצד נוצרים הכוכבים האלה, והיא זוכה לתמיכה מסימולציות נומריות. על פי התיאוריה הזו, הכוכבים הקרובים לחור השחור אכן נוצרו בתהליך שונה משאר הכוכבים בגלקסיה, כתוצאה מנפילה של גז מולקולות אל עבר הכוכב השחור. המדענים החלו את חישוביהם על סמך ההנחה שגז המולקולות נוצר במרחק רב מהחור השחור ולא לידו, כך שהוא מושפע מכבידת החור השחור ונופל לעברו, אבל לא כל הגז נבלע בחור השחור, אלא חלק ממנו מתחיל לחוג סביבו ויוצר מעין דיסק.
בשעה שהגז נופל לכיוון החור השחור אזורים שונים בו "חשים" כוח משיכה שונה, עקב מרחקם השונה מן החור השחור (כוח הגאות). בגלל המסה העצומה של החור השחור, ההבדלים האלה בכוח המשיכה משמעותיים ביותר וגורמים לשינויים ולאי אחידות בצפיפות הגז. בהדרגה נוצרים אזורים שבהם צפיפות הגז גבוהה מאוד, ובנוסף הם מתחממים לטמפרטורות גבוהות.
באזורים צפופים ולוהטים כאלה שוררים תנאים מתאימים ליצירת כוכבים גדולים במיוחד, ומכאן נובע השיעור הגבוה של הכוכבים הגדולים בין הכוכבים הצעירים שבמרכז הגלקסיה. בסיום התהליך, אחוז משמעותי מהגז אמנם נבלע בחור השחור, אולם הגז שלא נבלע נכלא בכוח הכבידה של החור השחור, ומקיף אותו בצורת דיסק, שמורכב מגז ומכוכבים צעירים וכבדים במיוחד (ראו בתמונה).
צילום של מרכז הגלקסיה על ידי טלסקופ רנטגן. הכתם הבהיר במרכז הוא החור השחור, הופלט קרינת רנטגן רבה. הכתמים הבהירים הרבים בסביבת הם כוכבים גדולים במיוחד | התמונה לקוחה מנאס"א: NASA/CXC/UMass Amherst/Q.D.Wang et al
אם כן, התיאורה החדשה הזו יכולה להסביר כיצד נוצרים כוכבים גדולים בקרבת החור השחור שבמרכז הגלקסיה, אולם היא עדיין אינה מוכחת די הצורך. נכונותה תלויה באופן משמעותי בתנאי ההתחלה, כלומר במיקום ובטמפרטורה של גז המולקולות ההתחלתי שהמדענים שיערו כשבנו את המודל. מאחר שתנאי ההתחלה האלה אינם ידועים, המדענים יצטרכו למצוא עובדות נוספות התומכות בתיאוריה הזו לפני שנוכל לקבל אותה בוודאות.
ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
