יום שישי, 26 בספטמבר 2014

איפה הן, הצעירות ההן?

חלק חשוב במחקר בתחום הקוסמולוגיה הוא ללמוד על התפתחות הגלקסיות. מכיוון שאיננו יכולים ליצור לנו יקום קטן במעבדה ולראות מה באמת קורה, ומצד שני איננו יכולים גם לשבת ולצפות בגלקסיה מסוימת ולחכות ולראות מה קורה לה (מכיוון שמדובר בתהליך של מליארדי שנים), אין לנו ברירה אלא להסיק את ההתפתחות הזו מתוך צפייה בכמות גדולה של גלקסיות - אם נצפה במספיק גלקסיות, כל אחת בשלב אחר של ההתפתחות, אנחנו מקווים שזה יוכל ללמד אותנו על שלבים ותהליכים בהתפתחות. אך בשביל לעשות את זה, עלינו לצפות בכמה שיותר גלקסיות, וסכמה שיותר שלבי התפתחות, כולל המוקדמים ביותר - וזו בעיה.
זו בעיה מכיוון שככל שהיקום מזדקן, הוא גם מתרחב, והתנאים משתנים, ובנוסף החומר הבראשיתי ממנו נוצרות הגלקסיות (מימן והליום) הולך ונבלע לתוך גלקסיות אחרות, כך שככל שהיקום זקן יותר הסיכוי שתיווצר גלקסיה חדשה הולך וקטן. פועל יוצא מזה הוא שבשביל לצפות בגלקסיות צעירות מאוד, עלינו להסתכל ליקום המוקדם מאוד, וזה אומר להסתכל רחוק מאוד; דבר לא קל, במיוחד בהתחשב בעובדה שגלקסיות צעירות הן לרוב קטנות יותר.

DDO 68 - אפשר לשאול בת כמה את?





בהינתן כל ההקדמה הזו, לא פלא שיש התרגשות קלה סביב הגלקסיה DDO 68 (או UGC 5340, היא עונה לשני השמות). הגלקסיה, שמסתה המשוערת היא כ400 מליון מסות שמש (בערך פי 1000 פחות משביל החלב), נראית על פי כל הסימנים שיש לנו כרגע כצעירה מאוד - ההרכב הכימי שלה, על פי מה שראינו עד עכשיו, מורכב ממעט מאוד מתכות, מה שאומר שלא הרבה כוכבים הספיקו להבשיל ולמות ולהפיץ את המתכות שנוצרות בהם ברחבי הגלקסיה. זה כבר הופך אותה למועמדת מעניינת, אבל מה שבאמת מעניין בה הוא המרחק שלה - כ39 מליון שנות אור. זה אולי נשמע כמו הרבה, אבל ביחס למרחקים אליהם אנחנו נאלצים לצפות כדי לראות גלקסיות צעירות כל כך (כמה מליארדי שנות אור, בד"כ), זה ממש כלום.

טלסקופ החלל האבל
כפי שציינתי, זה כמובן גורם להתלהבות, אך גם לסקפטיות, כפי שניתן לצפות מקהילה מדעית סביב תגלית חדשה. ישנם מדענים שחושבים שהגלקסיה אינה צעירה כפי שהיא נראית, ושתצפיות מעמיקות יותר יאפשרו לנו לראות אור מכוכבים זקנים יותר או להיווכח שבגלקסיה יש יותר מתכות ממה שאנו חושבים כרגע. לשם כך הוקצו שעות תצפית של טלסקופ החלל האבל, שצפה בגלקסיה ואסף אליו את האור שמגיע ממנה. כרגע המידע שנאסף נמצא בניתוח, וכאשר יסיימו למצוא את המודל המתאים לגלקסיה, נוכל לדעת האם אכן מדובר בגלקסיה צעירה בחצר האחורית שלנו, או בגלקסיה מבוגרת שמסתירה את גילה היטב.

למעוניינים - קישור לסרטון קצר ויפה שמראה את הגלקסיה החדשה בתמונה של האבל.

יום שני, 1 בספטמבר 2014

הבטחות יש לקיים! או - ספארקי, התינוקת העצומה

שלשום בתכנית החללית חרגנו מהזמן, ולכן לא הספקתי להעביר את אחד האייטמים שהכנתי, והבטחתי לכתוב עליו כאן. ובכן, אני לרוב אני מקיים הבטחות, גם אם זה לוקח לי זמן! (כן, יש עוד שאלה שהבטחתי לענות עליה, ואגיע אליה. באמת!)
ובכן, לעניין. האייטם שהכנתי לתכנית עוסק בגילוי של גלקסיה שנמצאת בשלב מאוד מוקדם בתהליך ההווצרות שלה. הגלקסיה, שמכונה ספארקי (Sparky), התגלתה ביקום המוקדם (לפני כ11 מליארד שנה), והיא מאוד מסיבית וצפופה ביחס לזמן המוקדם הזה - יש בה פי שניים כוכבים מאשר בשביל החלב, וכל זה באיזור שקוטרו קטן משמעותית מזה של שביל החלב (כ6000 שנות אור בספארקי לעומת כ100,000 שנות אור בשביל החלב). בנוסף לזה, היא מייצרת כוכבים בקצב מטורף, גבוה עד פי שלושים מזה של שביל החלב (ולכן הכינוי Sparky, מלשון ניצוצות). גלקסיה צפופה כל כך לא יכולה להווצר ביקום היום, מכיוון שהוא הרבה פחות צפוף ממה שהיה אז. אם זה לא מספיק, ככל הנראה היא יצרה כוכבים בקצב גבוה לפחות מליארד שנה לפני הזמן שבו אנו רואים אותה, ובחלק מהזמן אף בקצב גבוה משמעותית ממה שאנו רואים כיום.

אילוסטרציית אמן שמציגה את שמי הלילה בספארקי


למרות כמות הכוכבים שבה, ספארקי מאוד חיוורת, והיה צורך להיעזר בתצפיות ממגוון של טלסקופים, כולל טלסקופי החלל האבל ושפיצר, ועוד כמה מהטלסקופים הגדולים והמשוכללים ביותר, על מנת לזהות אותה ולאבחן את התכונות שלה בצורה מדוייקת. שימוש בכל כך הרבה מקורות הוא כלל לא פשוט, וזה מרשים. גלקסיות שיוצרות הרבה כוכבים יוצרות גם הרבה אבק, ולכן היה קשה מאוד למצוא את הגלקסיה הזו; עצם זה שמצאו אותה זו תגלית, מכיוון שלא ראו גלקסיה כזו בעבר, ויתכן ויש עוד הרבה גלקסיות כאלו שמוסתרות יותר על ידי האבק ולכן אנחנו לא יכולים לראות אותן. זה משמעותי מכיוון שגלקסיה שכבר בשלב צעיר כל כך יש לה כל כך הרבה כוכבים, מרבית הסיכויים שתגדל להיות גלקסיה אליפטית ענקית, שביקום של היום תהיה כמעט ללא יצירת כוכבים. ההנחה הבסיסית עד היום הייתה שבגלקסיות כאלה תמיד יהיה גרעין גלקטי פעיל (AGN, חור שחור סופר מסיבי שנופל אליו המון גז ובעקבות כך פולט המון קרינה) שיחמם את הגז וימנע קצב יצירת כוכבים גבוה לאורך זמן, אולם כאן לא נצפה AGN וכמו כן יש עדויות ליצירת כוכבים בקצב גבוה ולאורך זמן, מה שאומר שככל הנראה יש דרך נוספת שבה הגלקסיות הענקיות האלה יכולות להתפתח.
זה שלא רואים בגלקסיה AGN זה מסקרן מאוד. בשביל שגלקסיה תוכל ליצור כוכבים בקצב כל כך גבוה לאורך זמן חייבת להיות לה אספקת גז שוטפת, כלומר שיש גז שנופל אליה כל הזמן. עם כמות כזו של גז, הציפייה הסטנדרטית היא שחלק ממנו יפול למרכז הגלקסיה, היכן שנמצא החור השחור, וזה אמור להצית את המצב הפעיל של גרעין הגלקסיה ולשחרר קרינה. משהו מונע מהגז ליפול אל החור שחור; יתכן שהכמות הגדולה של הכוכבים הצעירים משחקת כאן תפקיד, ושהקרינה מהם מונעת מהגז ליפול ממש עד למרכז. בכל מקרה, מדובר בתגלית שמשנה את החשיבה שלנו על הווצרות גלקסיות מאסיביות, ואין ספק שכעת יהיה מאמץ למצוא גלקסיות נוספות כמו ספארקי.