קרב הכוחות האדיר שקורע לגזרים זוג גלקסיות ננסיות
- גור זיו
- לפני 21 שעות
- זמן קריאה 5 דקות
גשר גז עצום באורך 150,000 שנות אור מחבר שתי גלקסיות, ומאחוריהן משתרך זנב רפאים מסתורי באורך חצי מיליון שנות אור! האם זו תוצאה של משיכת כבידה אדירה או של "הוריקן" קוסמי במהירות 900 קילומטרים בשנייה? התשובה שגילו החוקרים מורכבת ומרתקת הרבה יותר, והיא עשויה לחשוף את סודות העבר והעתיד של גלקסיית שביל החלב שלנו. גלו את הסיפור המלא על קרב הכוחות האדיר שקורע גלקסיות לגזרים.
דמיינו את היקום לא כשחור ריק ושליו, אלא כמטרופולין סואן ותוסס, מלא בשכונות יוקרה ובאזורים מסוכנים. ישנם המרחבים הבין-גלקטיים השקטים, "הפרברים" הקוסמיים, שם גלקסיות יכולות להתפתח במשך מיליארדי שנים באין מפריע. אך ישנם גם מרכזי הערים הצפופים, ה"דאונטאון" של היקום - צבירי הגלקסיות. ואחד הצבירים המפורסמים, הקרובים והאלימים ביותר בסביבתנו הוא צביר הבתולה. זהו כור היתוך כבידתי אדיר, ביתן של אלפי גלקסיות הכלואות בריקוד כבידתי כאוטי, מתנגשות, מתמזגות ונקרעות לגזרים. נפילה לתוך צביר כזה היא גזר דין מוות איטי עבור גלקסיה ספירלית עשירה בגז, גזר דין שהופך אותה בהדרגה לשלד אליפטי, אדום וזקן. עד היום, המדענים התווכחו מהו המנגנון המדויק והיעיל ביותר שבו הצביר "רוצח" את הגלקסיות הללו. כעת, תצפית חדשה שבוצעה על ידי צוות חוקרים בינלאומי בהובלת האסטרונום ליסטר סטייבלי-סמית' (L. Staveley-Smith), מספקת הצצה נדירה לזירת פשע קוסמית בזמן אמת, וחושפת סיפור מורכב ומרתק הרבה יותר ממה שדמיינו.
במרכז הסיפור עומד זוג גלקסיות ננסיות, לכאורה חסרות חשיבות, הנקראות NGC 4532 ו-DDO 137. הן שוכנות בפאתי צביר הבתולה, ב"שכונת המעבר" המסוכנת, בדרכן אל לב המהומה. במשך שנים הן נראו כמו עוד זוג שגרתי, אך טלסקופ הרדיו החדשני ASKAP באוסטרליה, במסגרת סקר השמיים WALLABY, כוון אליהן וחשף מחזה דרמטי עוצר נשימה. מה שהתגלה לא היה סתם שתי גלקסיות, אלא מערכת שלמה, פצועה ומדממת, הקשורה יחדיו בגשר עצום של גז מימן באורך של כ-150,000 שנות אור. ולא רק זאת, מהמערכת הזו נמתח החוצה זנב גז רפאים, דליל ומסתורי, שאורכו הבלתי נתפס מגיע לחצי מיליון שנות אור - כמעט פי חמישה מקוטרו של שביל החלב כולו. זו הייתה תמונה של הרס ויצירה בו-זמנית, תמונה שדרשה הסבר. החוקרים, ובראשם סטייבלי-סמית' יחד עם עמיתיו הבכירים קנג'י בקי (K. Bekki), אלסנדרו בוזלי (A. Boselli) ולוקה קורטזה (L. Cortese), הבינו מיד שהם צופים בתהליך יסודי של אבולוציית גלקסיות, ושהתשובה לשאלה "מה קרה כאן?" טמונה בשילוב של שני כוחות קוסמיים אדירים, שני "חשודים" עיקריים שפעלו יחד בתיאום מושלם.
החשוד הראשון במחזה הקוסמי הזה הוא כוח מוכר ואינטימי - כוח הגאות. זה אותו כוח שכדור הארץ מפעיל על הירח ולהפך, הגורם לגאות ולשפל באוקיינוסים שלנו. בקנה מידה גלקטי, כוח זה הופך למפלצתי. כאשר שתי גלקסיות חולפות זו ליד זו, הכבידה של כל אחת מהן מושכת חזק יותר בצד הקרוב של חברתה וחלש יותר בצד הרחוק. הפרש הכוחות הזה מותח ומעוות את הגלקסיות, שולף מהן זרועות ארוכות של כוכבים וגז, כמו משיכת סוודר הגורמת לפרימת חוטים. במקרה של NGC 4532 ו-DDO 137, המודלים של הצוות הראו בבירור כי האינטראקציה ההדדית ביניהן היא זו שאחראית לגשר הגז המרהיב שנמתח ביניהן. הגז הזה נעקר בעדינות יחסית מהשוליים החיצוניים של שתי הגלקסיות, שם אחיזת הכבידה חלשה יותר, והתאסף למבנה המחבר ביניהן.
אבל לכוחות הגאות היה תפקיד נוסף ומפתיע. באופן פרדוקסלי, דווקא הכבידה האדירה של צביר הבתולה כולו, המפעילה כוח גאות על הזוג כולו, היא זו שמונעת מהן להתמזג זו עם זו במהירות. היא משבשת את מסלולן ההדדי ושומרת אותן במעין ריקוד מסוכן אך יציב יחסית, המאפשר לתהליך של קריעת הגז להימשך לאורך זמן רב יותר. כוחות הגאות, אם כן, הם האדריכלים של הדרמה המקומית, הפסלים שיצרו את הגשר וסידרו את הבמה. אך הם לא יכלו להסביר את הזנב העצום, שאורכו מאות אלפי שנות אור. כדי להסביר את התופעה הזו, היה צורך להכניס לסיפור חשוד נוסף, כוח אלים ובלתי נראה - לחץ ראם (Ram Pressure).
דמיינו שאתם נוסעים במכונית במהירות גבוהה ומוציאים את היד מהחלון. אתם מרגישים את הרוח החזקה דוחפת את כף ידכם לאחור. כעת, הגדילו את כף היד שלכם לגודל של גלקסיה שלמה, ואת מהירות המכונית למהירות של כמעט 900 קילומטרים בשנייה. את "האוויר" שבחוץ החליפו בגז דליל וחם בטמפרטורה של מיליוני מעלות, הממלא את המרחב שבין הגלקסיות בצביר - התווך הבין-צבירי (Intercluster Medium). מה שקיבלתם הוא "רוח קוסמית" בעוצמה של הוריקן ששום דבר אינו יכול לעמוד בפניו. זהו לחץ ראם. כאשר גלקסיה נופלת לתוך צביר, היא למעשה צוללת במהירות אדירה לתוך אותו תווך גזי. הרוח הזו, הלכה למעשה, תולשת ומעיפה את הגז של הגלקסיה אחורנית, כמו שובל עשן מסיגריה.
המודלים של צוות החוקרים הראו שזוג הגלקסיות שלנו אכן נופל אל צביר הבתולה במהירות מסחררת של כ-880 קילומטרים בשנייה. בעוד שכוח זה אינו חזק מספיק כדי לרוקן את הגז ממרכזי הגלקסיות הצפופים, שם הכבידה חזקה, הוא יעיל באופן קטלני כלפי כל גז שכבר השתחרר מאחיזת הכבידה. כאן נכנס התיאום המושלם בין שני הכוחות. כוחות הגאות, כזכור, כבר עשו את העבודה המקדימה: הם שלפו את הגז מהגלקסיות ויצרו את הגשר, הציבו אותו במקום פגיע וחשוף. ואז הגיע לחץ ראם, כמו נשר שחוטף טרף קל, ותלש את הגז הרופף הזה בקלות, מותח אותו לאחור לאורך מאות אלפי שנות אור ויוצר את הזנב המרהיב שזוהה בתצפיות. זוהי הדגמה מושלמת של תהליך משולב, שבו הריקוד הכבידתי העדין מכין את הקורבן, וההתנגשות החזיתית האלימה מבצעת את המהלך הסופי.
מה שהופך את התגלית הזו למכוננת אינו רק גודלם של המבנים שנחשפו. היא מספקת לנו מעבדה קוסמית להבנת אחת התעלומות הגדולות בשכונה הקוסמית שלנו: מערכת ענני מגלן. גם לגלקסיית שביל החלב שלנו יש שתי גלקסיות לוויין ננסיות, הענן המגלני הגדול והקטן, וגם הן קשורות ביניהן בגשר של גז מימן, ומאחוריהן נמתח זנב גז אדיר הנקרא "הזרם המגלני". במשך שנים, אסטרונומים מנסים להבין את מקורו המדויק. המערכת של NGC 4532 ו-DDO 137, כפי שמציינים החוקרים, היא כמעט תמונת מראה של המערכת שלנו, אך היא נמצאת בסביבה הרבה יותר אלימה, בשולי צביר גלקסיות. בכך שהיא מראה לנו כיצד שילוב של גאות ולחץ ראם יכול ליצור מבנים כאלו, היא נותנת לנו כלים חדשים להבין את ההיסטוריה והעתיד של שכנינו הקרובים ביותר. היא מלמדת אותנו שגורלן של גלקסיות אינו נקבע רק על ידי מה שבתוכן, אלא במידה רבה על ידי הסביבה שבה הן חיות.
החיים בפרברים השקטים של היקום שונים בתכלית מהחיים במרכז העיר הסואן. התגלית הזו, שהתאפשרה בזכות יכולותיו של טלסקופ הרדיו ASKAP, היא רק ההתחלה. בעתיד, תצפיות עומק נוספות, אולי בשילוב עם טלסקופ החלל eROSITA הרגיש לקרינת רנטגן, יאפשרו למפות את הגז החם בצביר הבתולה בדיוק רב יותר. הן יעזרו לנו להבין את הפיזיקה המורכבת של הממשק שבין הגז הקר של הגלקסיות לגז הרותח של הצביר. ייתכן אפילו שיתגלו בתוך זנבות הגז הארוכים הללו גושים דחוסים שקורסים ויוצרים דור חדש של גלקסיות ננסיות, "גלקסיות יתומות" שנולדו מתוך ההריסות של הוריהן. הסיפור של הגשר בין שתי הגלקסיות הוא אפוא לא רק סיפור על הרס, אלא גם על טרנספורמציה. הוא חושף בפנינו את הבלט הקוסמי האלים והיפהפה שמפסל את היקום, תהליך שבו גלקסיות נולדות, חיות, ומתות בסביבות המאתגרות ביותר שניתן להעלות על הדעת.
המחקר:
תגובות