תארו לעצמכם שאתם עומדים על כדור הארץ ומביטים לשמי הלילה. בין מיליארדי הכוכבים המנצנצים, ישנם כמה 'רצים' סודיים, כוכבים שנעים במהירות כמעט בלתי נתפסת. הם לא סתם נעים במסלולם, הם בורחים. אלה הם 'כוכבים היפר-מהירים', והמהירים שבהם הם שרידים של כוכבים שנקראים ננסים לבנים. הם טסים במהירות של מעל 7 מיליון קמ"ש, מהירות כה גבוהה שהיא מאפשרת להם להתגבר על כוח המשיכה העצום של גלקסיית שביל החלב ולצאת למסע אל הריק העצום שבין הגלקסיות. במשך שנים, אסטרונומים שאלו את עצמם: איזה מנוע קוסמי אדיר יכול להעיף כוכב שלם בכוח כזה? התשובה, כך מתברר, הגיעה מצוות מדענים ישראלי.

מה הם בכלל ננסים לבנים?

כדי להבין את התגלית, בואו ניקח צעד אחורה ונבין מהו ננס לבן. רוב הכוכבים ביקום, כולל השמש שלנו, לא חיים לנצח. אחרי מיליארדי שנים שבהן הם שורפים דלק גרעיני, הם מתחילים 'לזדקן'. השמש שלנו, למשל, תתנפח יום אחד ותהפוך ל'ענק אדום', ואז תשיל מעליה את השכבות החיצוניות שלה. מה שיישאר במרכז הוא ליבה דחוסה וחמה להפליא, בערך בגודל של כדור הארץ, אבל עם מסה של כמעט כל השמש המקורית. הגוף השמיימי הזה נקרא ננס לבן. הוא כל כך דחוס, שכפית אחת של חומר ממנו תשקול על פני כדור הארץ כמו פיל בוגר. ננסים לבנים הם כמו 'בתי קברות' של כוכבים, השלב האחרון בחייהם של כוכבים רבים.

התעלומה: הבלשים מהטכניון עולים על קצה חוט

התעלומה של הננסים הלבנים שנעים במהירות מסחררת העסיקה מדענים רבים. איזה אירוע יכול להיות כל כך אלים עד שהוא משגר גוף כל כך מסיבי במהירות כזאת? צוות חוקרים מהטכניון בחיפה, בהובלת ד"ר הילה גלנץ ופרופ' חגי פרץ, החליט להתמודד עם האתגר. הם לא יכלו כמובן לטוס לחלל ולצפות באירוע כזה קורה, אז הם השתמשו בכלי החזק ביותר שיש למדענים מודרניים: סימולציות ממוחשבות. הם בנו מודל תלת-ממדי מורכב במחשבי-על כדי לבחון תרחיש מסוים, כזה שנחשב לנדיר במיוחד.

ריקוד קוסמי מסוכן

התרחיש שהם בדקו מתחיל עם זוג ננסים לבנים שמקיפים זה את זה, כמו רקדנים בחלל. מערכות כאלה, של שני כוכבים הסובבים זה את זה, נקראות מערכות כפולות והן נפוצות למדי. אבל הזוג הזה היה מיוחד. הננסים הלבנים בסימולציה שלהם לא היו זהים. אחד היה קל יותר, והשני כבד ומסיבי יותר. במשך מיליוני שנים, כוח הכבידה גרם להם להתקרב זה לזה עוד ועוד. בשלב מסוים, הננס הקל יותר התקרב כל כך עד שהכוכב הגדול יותר התחיל 'לגנוב' ממנו חומר, כמו שואב אבק קוסמי. התהליך הזה ערער את היציבות של המערכת כולה והוביל לתוצאה דרמטית.

הפיצוץ הכפול

החומר שנגנב מהננס הקל הצטבר על פני הננס הכבד, עד שנוצרו התנאים לפיצוץ גרעיני אדיר על פניו. אבל זה היה רק השלב הראשון. הפיצוץ הראשון הזה שלח גל הדף עוצמתי שחדר אל תוך הננס הכבד וגרם לפיצוץ שני, גדול פי כמה וכמה, שפשוט פירק את הכוכב כולו. הפיצוץ העצום הזה הוא סוג נדיר של סופרנובה - אחד האירועים האנרגטיים ביותר ביקום. ומה קרה לננס הקל יותר, השותף לריקוד? הוא היה קרוב מאוד לזירת הפיצוץ. הכוח האדיר של הסופרנובה פגע בו בעוצמה והעיף אותו לחלל כמו קליע שנורה מתותח. הסימולציות של צוות הטכניון הראו שהמהירות שבה הוא נזרק תאמה בדיוק למהירות של אותם ננסים לבנים היפר-מהירים שהאסטרונומים לא הצליחו להסביר. הפאזל נפתר.

למה הגילוי הזה כל כך חשוב?

הפתרון לתעלומה הזו הוא הרבה יותר מסתם סיפור מעניין. ראשית, הוא מספק לנו דרך חדשה להבין סוג מסוים של סופרנובות (שנקראות סוג Ia). סופרנובות כאלה הן קריטיות לאסטרונומיה, כי הן משמשות כמו 'סרגלי מדידה' קוסמיים שעוזרים למדענים למדוד את המרחקים העצומים ביקום ואת קצב ההתפשטות שלו. שנית, סופרנובות הן 'מפעלי היסודות' של הגלקסיה. בפיצוצים אלה נוצרים יסודות כבדים כמו ברזל, סידן וזהב, שמתפזרים בחלל ומהם נוצרים בסופו של דבר כוכבים חדשים, כוכבי לכת, ואפילו אנחנו. הבנת סוג חדש של סופרנובה עוזרת לנו להבין טוב יותר ממה היקום שלנו עשוי. המחקר הזה הוא דוגמה מדהימה לאופן שבו סקרנות, יצירתיות וטכנולוגיה מתקדמת יכולים לפתור את החידות הגדולות ביותר של היקום, ממש כאן מישראל.