ניתן למצוא את מרכז הגלקסיה שביל החלב, ברצף הבהיר החוצה את השמים בכיוון מזל קשת. בעוד שקל למצוא את שביל החלב המתמשך לאורך השמים, היה קשה להבחין במרכזו בגלל האבק הרב הנמצא במישור הדיסק הגלתי. אבק זה מאלץ אותנו לחקור את הגלקסיה באורכי גל שאינם בתחום הנראה. מבחינה היסטורית, "הצצה" הראשונה שלנו לעבר מרכז הגלקסיה נעשתה בשנות השלושים המוקדמות, כאשר במעבדות בל החל לעבוד חוקר צעיר קרל ינסקי, הוא שם לב לעובדה שקיימים מקורות קבועים המשדרים בתחום הרדיו ומפריעים לקלוט אותות רדיו המשודרים למרחקים ארוכים. ינסקי בנה את טלסקופ הרדיו הראשון וגילה שאחד המקורות עיקריים הגורמים לפרעות הוא רחש מתמיד מגלקסיית שביל החלב. מאוחר יותר באותו עשור, אסטרונום חובב הנלהב מתחום הרדיו, גרוט רבר, בנה טלסקופ רדיו בחצר האחורית שלו וערך את מפות הרדיו הראשונות של שביל החלב. הוא קבע כי מקור הרדיו החזק ביותר מגיע ממרכז הגלקסיה.
באדיבות וויקיפדיה
מיפוי רדיו של הגלקסיה חושף את גרעינה, משום שגלי רדיו (אך גם תחומים נוספים: אינפרה אדום, רנטגן וגמא) יכולים לעבוד דרך ענני האבק המסתירים את המרכז הגלקטי. האור בתחום הנראה היוצא ממרכז הגלקסיה דועך בשל ענני האבק הנמצאים בדרכו עד פי 1012. הדבר דומה לניסיון להסתכל דרך דלת סגורה! מאז התצפיות הראשונות של ינסקי ב- 1932, היה ברור שמשהו יוצא דופן מתרחש במרכז שביל החלב. באורכי הגל הארוכים המרכז הגלקטי הוא הגוף הבהיר ביותר בשמים, בהיר אפילו יותר מהשמש.
תצפיות הלוויין באינפרה אדום חשפו בבירור בליטה במרכז שביל החלב. הדמיה מראה כי הבליטה אינה בעלת סימטריה כדורית אלה מוארכת במישור של שביל החלב; התפלגות מוארכת כזו נקראת מוט גלקטי. השפעה אחת של מבנה זה היא הנעה של ענני גז במרחק של מספר קילו-פארסקים הסמוכים לגרעין, וכך לגרום לגז לנוע לעבר מרכז הגלקסיה. כתוצאה מכך, 300 הפארסקים הפנימיים (בערך 1000 שנות אור) של הגלקסיה מכילים כ- 108 מסות שמש של גז מולקולרי. הצפיפות באזור זה של הגלקסיה גדולה פי 100 מהצפיפות של הגז המולקולרי בגלקסיה כולה. באזור זה שוררים לחץ וטמפרטורה גבוהים, הטמפרטורה מגיעה לכדי מאה מיליון מעלות קלווין, כך שנפלטת ממנו קרינת רנטגן חזקה. היווצרות כוכבים עשויה להתרחש באזור זה, שבו המולקולות נמצאות בצפיפות ובלחץ גבוהים מאוד.
באזור פנימי חם ולוהט זה, קיים מוקד של פליטת רדיו אינטנסיבית, במרחק מספר פארסקים ממרכז שביל החלב, שנקרא Sagittarius A*. אסטרונומים החוקרים את הגלקסיה בתחום הרדיו זיהו סביב מוקד זה גז מסתחרר ומתכנס כלפי המוקד. ריכוז הכוכבים סביב מוקד זה עולה בחדות. זהו עם כן מקור רדיו קומפקטי מאוד נמצא בלב ריכוז הכוכבים, שהוא אחד מצבירי הכוכבים הצפופים ביותר שהתגלו אי פעם. מצלמות אינפרה אדום הצליחו להפריד את מרכז צביר הכוכבים למקורות שונים. מתברר כי רבים ממקורות אלו הם כוכבים צעירים, כחולים ומאסיביים. במרחק פארסק אחד ממרכז הצביר נמצאים למעלה ממיליון כוכבים; צפיפות הכוכבים זו גדולה פי 10 מיליון מהצפיפות בסביבת השמש שלנו. אם היינו חיים על כוכב לכת החג סביב כוכב הנמצא ליד המרכז הגלקסיה, היו שמי הלילה שלנו מאירים באמצעות כוכבים רבים שבהירותם דומה לזו של הירח!
משהו יוצא דופן מתרחש במרכז הגלקסיה. לא רק שצפיפות הכוכבים גבוהה ביותר, אלא גם כוכבים אלה נעים במהירות רבה. מדידת המהירות של כוכבים ליד המרכז הגלקסיה מאפשרות לאסטרונומים ליצור מודלים של התפלגות המסה בליבת הכוכבים הצפופה. בדיוק כמו שהמהירות של מסלולי הפלנטות מאפשרת לנו לחשב את מסת השמש, כך המהירות מסלולית של הכוכבים בצביר שבמרכז הגלקסיה מספרת לנו על המסה הנמצאת בפארסק המרכזי של הגלקסיה שלנו. המודלים של צביר זה הובילו לתחזית כי במרכז הגלקסיה שוכן חור שחור על-מסיבי. השערה המתחרה בתחזית זו היא קיומו של צביר כוכבים צפוף, אך אין שום דרך לכפות על כמות כה גדולה של כוכבים להידחס לתוך אזור כה קטן – המהירות המסלולית שלהם הייתה גורמת להם להתרחק למרחקים גדולים ביותר. לכן, נותר רק ההסבר בדבר קיומו של גוף קומפקטי על-מסיבי.
באדיבות וויקיפדיה
נתונים שנאספו על ידי אסטרונום אנדריאה גאז חשפו את המסלולים המלאים של כוכבים המקיפים את המרכז הגלקטי במהירויות גבוהות. הצוות שלה השתמש בטלסקופ קאק המצויד באופטיקה מסתגלת והמחקר בוצע בתחום האינפרה-אדום הקרוב, כדי ליצור תמונות חדות ביותר. לחלק מכוכבים אלה מסלולים כה קטנים שהיו נכנסים למערכת השמש שלנו. זמני המחזור של כמה כוכבים במרכז הגלקסיה הם פחות מ- 10 שנים! הדרך היחידה להגיע למסלול קטן ומהיר כל כך היא להניח את קיומו של חור שחור מאסיבי במרכז שביל החלב. מהחישובים מתקבלת הערכה כי מסתו של החור השחור היא כ- 4.1 מיליון פעמים מסת השמש! שום חפץ, שאינו חור שחור, לא צפוף דיו כדי שיתאים למרחב כה זעיר. עבודתה של אנדריאה גאז, וכן חקירות מקבילות בראשותו של ריינהרט גנזל באמצעות הטלסקופ הגדול מאוד של המצפה הדרומי (שגם הוא הסתייע בתחום האינפרה אדום ואופטיקה מסתגלת), מראים באופן חד משמעי כי חור שחור מסיבי יושב בלב הגלקסיה שלנו.
בעקבות השערת החור השחור שהתקבלה על דעת הקהילה האסטרונומית, המחקר התקדם במטרה להבין את התנאים הפיזיים השוררים קרוב לאופק האירועים. זוהו שני כוכבים שמסלולם נע בין 6 ל- 17 שעות אור מהגוף המרכזי. מדובר בהישג מרשים, שכן מדובר באזורים מסדר גודל של מערכת השמש שנצפו במרחק של כמעט 30,000 שנות אור מאתנו! התקווה היא שכוכב אחד או יותר יעברו את אופק האירועים אל תוך החור השחור, וכך "יחווירו" תוך המעבר אל תוך אופק האירועים. מקרה שכזה יאפשר בחינה מחודשת של תורת היחסות הכללית, בעקבות מפגש ראשון המאשר את קיומו של אופק אירועים. המחקר מבוצע באמצעות אינטרפרומטר רדיו הנקרא טלסקופ Event Horizon, המורכב מטלסקופים הנמצאים בשלוש יבשות. קיימו של חור שחור והסביבה שהוא יוצר יכולים להסביר את כל תצפיות חריגות אחרות: החל בהבזקי רנטגן וגמור בקרינת רדיו. החור השחור במרכז הגלקסיה הוא יחסית "שקט", אבל בשנת 2015 התלקחה התפרצות רנטגן שהייתה חזק פי 400 מכל אירוע קודם, דבר הדבר מצביע על כך שגוף בגודל של אסטרואיד עלול ליפול לתוך החור השחור. ההדמיות מעידות על כך שאחת לכמה שנים יכול כוכב לעבור במרחק קרוב מספיק לחור השחור, כך שהאטמוספירה שלו תיקרע, או שהוא ייבלע לגמרי, לכן, התצפיות בחור השחור הזה מעוררת עניין רב ביותר.
Author: Chris Impey