האיש שגילה כיצד נוצר זהב

לפני כחודש קיבלו אסטרונומים מכל העולם הודעה: שני כוכבים נויטרוניים עומדים להתנגש ומן המיזוג ביניהם ייוולד חור שחור. האירוע יתרחש בקרבה מספקת לכדור הארץ, המאפשרת לצפות בהתנגשות עצמה ובתוצאותיה. מיד התגייסו 3,500 מדענים על מכשיריהם שכללו מספר לוויינים, כ-70 טלסקופים אוניברסיטאים וגלאים רבים ושונים, ובראש ובראשונה גלאי לאגו למדידת גלי כבידה, שעל המצאתו ניתן לפני שבוע פרס נובל.

פרופ' צבי פירן, אסטרונום מהאוניברסיטה העברית, היה אחד המפענחים של תוצאות התצפיות, והוא עקב אחריהם בהתרגשות מיוחדת. בשנת 1989, לפני כמעט 30 שנה, פירן פיתח תיאוריה לפיה התופעה הזו של התנגשות בין שני כוכבים נויטרוניים, היא האחראית לתופעה הנקראת "הבזקי גאמא", התפרצויות של קרינת גאמא ברחבי היקום. המאמר שלו פורסם אז ב-Nature, אולם הקהילה המדעית לא ממש קיבלה אותו והמשיכה לטעון כי המזקי הגאמא נוצרים מסיבות אחרות.

"כוכבים נויטרוניים הם כוכבים מאוד צפופים ומיוחדים. בשנות ה-80 כבר שוער כי כשזוגות כוכבים כאלה מתמזגים הם יוצרים חור שחור וגם גלי כבידה, אולם אז לא האמנו שעוד בחיינו נוכל למדוד גלי כבידה. גלאי לאגו עוד לא היה אז אפילו בתכנון. עם השנים הצטברו עדויות נסיבתיות לכך שאנחנו צודקים, אבל ידענו שרק מדידה של גלי כבידה ליד גלי גאמא, היא שתוכיח שאנחנו צודקים".

ההתנגשות אירעה שבוע לפני שהגלאי נסגר לשיפוצים, והתוצאות הספיקו לאשש כי מן ההתנגשות אכן נפלטו גלי כבידה. במקביל, שני לוויינים, לוויין של נאסא ולוויין של האיחוד האירופאי, איששו כי מאותו הכיוון שמגיעים גלי כבידה, מגיעה גם קרינת גאמא. התיאוריה של פירן, אשר בעת כתיבתה בשנת 1989 כלל לא האמין שיזכה לבחון בעולם האמיתי במהלך חייו, אכן אוששה.

אבל זה לא הכול: פירן שיער כי בהתנגשות שני הכוכבים הניוטרוניים, נוצרות מתכות כבדות ונדירות כגון זהב, פלוטוניום ואורניום. "השאלה מהיכן מגיעים החומרים הללו הייתה חדשה גדולה. אנחנו יודעים מהיכן מגיעים החומרים הנפוצים כמו פחמן - כוכבים רגילים פולטים אותם לחלל. ההשערה שלנו הייתה כי ההתנגשות של שני הכוכבים הנויטרוניים היא זו שפולטת את היסודות הנדירים, וערכנו חישוב כי תדירות ההתנגשויות הללו בעולם, מספיקה כדי לייצר את כל החומרים הללו שקיימים ביקום.

"ואכן, בעת ההתנגשות מספר רב של טלסקופים רגילים ראה אותות של אור המגיעים מאותו הכיוון ומעידים על קיומם של אותם יסודות כבדים שנזרקו החוצה מן הכוכבים בעת ההתנגשות".

ד"ר אסף חרש מן האוניברסיטה העברית היה שותפו של פירן למחקר, מן הצד הניסויי. "ניתן לומר", אומר חרש, "שבכל אחד מאיתנו יש קצת חומר ממיזוג של כוכבי ניוטרונים".

הוא מוסיף כי: "תצפיות הרדיו בארוע זה מניבות תוצאות ייחודיות. לדוגמא הן יכולות לענות לנו על שאלות כגון האם במיזוג נוצר סילון של חומר, ומה המהירות והאנרגיה הטמונה בחומר המועף בארוע אלים שכזה". בשנים הקרובות מתכנן צוות המחקר להמשיך לחקור את אירוע זה באמצעות רשת של טלסקופי רדיו ברחבי העולם, שכן הקרינה האלקטרומגנטית (ובין היתר קרינת גמא ואור נראה) צפוייה להימשך בשנה שנתיים הקרובות בעוד קרינה באורכי גל אחרים צפוייה לדעוך.

במקביל לעבודה שנעשתה באוניברסיטה העברית, גם מדענים מאוניברסיטת תל אביב היו שותפים לתגליות שנבעו מההתנגשות. החוקרים מתל אביב היו שותפים לאיתור הגלקסיה בה התרחש המיזוג, במרחק 120 מיליון שנות אור מאתנו, הבנת תהליכי הפיצוץ, וכמו פירן, בזיהוי אירועים כאלה כמקור למגוון מתכות כבדות המצויות על פני כדור הארץ - ביניהן זהב ואורניום.

פרופ' דובי פוזננסקי, אסטרונום מאוניברסיטת תל אביב, אמר: "קשה להפריז בחשיבות גילויים של גלי הכבידה ושל קרינה בו זמנית. זו תגלית שפותחת עידן חדש בחקר היקום. עד לאחרונה היה באפשרותנו להתבונן ביקום כמעט אך ורק באמצעות גלי האור המגיעים אלינו ­- חוש הראיה. היכולת לקלוט גם גלי כבידה היא אנאלוגית לחוש המישוש. היום יש לנו את היכולת לחקור את היקום באמצעות שילובם של שני החושים. לראות ולמשש בו זמנית.״