התקדמות בגילוי "המנגינה של היקום"

שני מדענים ישראלים, מהאונ' העברית ומאונ' ת"א, גילו אות רדיו שיעזור למצוא מיזוגים של כוכבי ניוטרונים ובעזרתם את "גלי הכבידה".

תגיות: מדענים
ידידיה בן אור , ג' בתשרי תשע"ב

סימולצית מחשב של חומר הנזרק בתהליך מיזוג של כ
סימולצית מחשב של חומר הנזרק בתהליך מיזוג של כ
ע"י סטפן רוסווג - באדיבות האונ' העברית

מדענים רבים רואים בגלי הכבידה, תנודות קטנות במרקם של מרחב-זמן, את הצלילים של היקום. ממש כשם שגלי הקול משלימים את התמונה הנראית לעין בחיי היום יום שלנו, כך גלי הכבידה ישלימו בעתיד את תמונת היקום המתקבלת על ידי טלסקופים. אף על פי שאיינשטיין חזה את קיומם של גלי כבידה כבר בשנת 1918, היום כמעט מאה שנים לאחר מכן החיפוש אחריהם עדיין בעיצומו.

במאמר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת היוקרתי Nature, גילו ד"ר אהוד נקר מאוניברסיטת תל אביב ופרופ' צבי פירן מהאוניברסיטה העברית בירושלים, אות רדיו שיעזור למצוא מיזוגים של כוכבי ניוטרונים, אשר אותם מחפשים כיום ברחבי העולם על מנת למצוא את גלי הכבידה.  

בימים אלו מוצבים מספר גלאי ענק באירופה, ארה"ב, יפן ואוסטרליה שכל מטרתם היא גילוי גלי כבידה המגיעים לכדור הארץ ממעבה היקום. למרות שכל תנועה מעוררת גלי כבידה, כדי ליצור גלי כבידה חזקים מספיק לגילוי דרושה מאסה עצומה הנעה במהירות הקרובה למהירות האור. המקור החזק ביותר ממנו מצפים מדענים לגלי כבידה הוא תהליך מיזוגם של שני כוכבי ניוטרונים (כוכבים דחוסים מאד שמאסתם זהה למאסת השמש וגודלם מספר ק"מ בלבד). אולם מיזוגים כאלו נדירים ביותר ומתרחשים פעם במאה אלף שנה בכל הגלקסיה. הגלאים המחפשים אחרי אותות אלה נדרשים לגלותם ממרחקים עצומים של ביליוני שנות אור מאיתנו (הרחק מחוץ לשביל החלב). במרחקים כאלה גלי הכבידה נשמעים כנקישה רפה על הדלת.

הבעיה עימה מתמודדים החוקרים היא שמקורות רעש רבים, החל מתנודות סיסמיות וכלה במשאיות החולפות בקרבת הגלאי ואפילו גלי ים מרוחקים, מתחרים בנקישה רפה זאת. כיצד נדע, אם כך, אם הגלאי באמת קלט גל כבידה או שמא זהו רחש הנפילה של עץ ביער סמוך? לשם כך יש צורך באות נוסף שיגיע יחד או אפילו לאחר גל הכבידה ויאשש את הגילוי. אסטרונומים שואלים זמן רב האם קיים הבזק אור או קרינה אחרת (למשל רדיו) שמגיע ממיזוג כוכבי ניוטרונים. זיהוי הבזק כזה בסמוך לגילוי אפשרי של גל כבידה, יאפשר למדענים להציץ דרך העינית שבדלת ולוודא שאכן מישהו נקש בדלת.

ד"ר נקר ופרופ' פירן גילו בדיוק אות שכזה. הם חישבו את האינטראקציה בין חומר הנזרק בתהליך המיזוג לבין החומר הבין כוכבי. הם הראו שהחום הרב הנוצר בתהליך זה, פולט קרינת רדיו במשך חודשים ואף שנים לאחר המיזוג. אותות רדיו אלה חזקים מספיק לגילוי ומדידה על פני כדור הארץ אפילו ממרחק של ביליוני שנות אור. טלסקופי הרדיו הגדולים ביותר בעולם מתחילים לחפשם כבר עכשיו עוד לפני שגלאי גלי הכבידה יחלו לפעול בשנת 2015. גילוי אותות כאלה ילמד הרבה על הקצב של מיזוגי כוכבי ניוטרונים ויאפשר תכנון וביצוע טוב יותר של החיפוש אחר גלי הכבידה. ד"ר נקר ופרופ' פירן טוענים שגילוי הבזק רדיו בלתי מזוהה על ידי ד"ר ג'פרי באוור מאוניברסיטת קליפורניה לפני מספר שנים, היה הגילוי הישיר הראשון של מיזוג זוג כוכבי ניוטרונים.