ב-31 למרץ 2005 התקיימה במסגרת פעילויות המועדון האסטרונומי של אוניברסיטת תל-אביב הרצאתו של עמר ברומברג. ברומברג, תלמיד לתואר דוקטור בחוג לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה של אוניברסיטת ת"א, הרצה בנושא "ננסים לבנים וכוכבי ניוטרונים". ההרצאה שודרה בשידור חי באתר האינטרנט של המועדון ולאחריה התארח המרצה בפורום האסטרונומיה של נענע ושוחח עם הגולשים על נושאי ההרצאה והשיב על שאלות בנושאי ננסים לבנים, חורים שחורים וכוכבי-ניוטרונים.

מובא כאן סיכום האירוח בהשתתפותו של עמר ברומברג. השאלות והתשובות מובאים ע"פ הסדר בו הועלו במהלך הדיון.
את הדיון המקורי ניתן למצוא בפורום בעמודים 225-226.

ש: כיצד נוצר חור שחור?

ת: חורים שחורים כוכביים (בעלי מסה של כמה שמשות) נוצרים מקריסה של כוכב מאסיבי שסיים את חייו.
קיימים גם חורים שחורים סופר מאסיבים במרכזי גלקסיות שמסתם כמה מליוני מסות שמש. לגביהם איננו יודעים בוודאות כיצד נוצרו אבל אנו מניחים שהם גדלים כתוצאה ממיזוגים של גלקסיות.
מידע נוסף ניתן למצוא ב-
http://wise-obs.tau.ac.il/cgi-bin/yiftah/astropedia?Black_Hole.html
כמו כן קיים צילום וידאו של הרצאה שנתתי על חורים שחורים
ב:
http://astroclub.tau.ac.il/past_h.html


ש: חורים שחורים ומסע בזמן
האם זה נכון שבאופן מעשי כניסה לחור שחור היא כמו מסע בזמן?
וגם, אם מישהו נכנס לחור שחור (באופן תיאורטי, כמובן...) ונמצא שם במשך שניה. לאחר מכן, הוא חוזר לכדור הארץ – האם עברה אותה שניה? או שבעצם עבר אינסוף זמן?

ת: לייד אופק הארועים של חור שחור הזמן זורם לאט יותר, לכן כניסה לחור שחור משולה למסע בזמן אבל מסע קדימה בזמן. אם תתקרב לחור שחור ואז תחזור חזרה לכ"א תגלה שעל כ"א חלף יתר זמן מאשר הזמן שחלף בשעונך.
2 נקודות חשובות :
א. לא ניתן לנוע אחורה בזמן.
ב. אם במקרה עברת את אופק הארועים אין משמעות לדיון שלנו כלל מפני שלא תוכל לעולם לצאת החוצה ולספר מה ראית לכן לא נוכל לבדור כמה זמן חלף בשעונך.


ש: שאלה בנושא מסת חומרים ביקום
ת: תהליך ההיתוך, כפי שידוע לי איננו הפיך באופן פיזיקלי. בפיצוצי סופרנובות חלק מהאטומים הכבדים עשויים להתפרק כתוצאה מהתנגשויות, אבל רוב החומרים הכלים יתרכבו ליצור חומרים כבדים יותר
תוספת של ערן אופק, תלמיד לתואר דוקטור בחוג לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה של אוניברסיטת ת"א : נדמה לי שהשאלה נשאלה באופן כללי ולא ספציפית להיתוך - אם כך הדבר, ישנם מספר תהליכים הגורמים לפירוק אטומים, בינהם: ביקוע גרעיני של יסודות לא יציבים ו"פוטו-דיסטינגרציה" תהליך המתרחש בליבות כוכבים מסוימים שהטמפרטורה בליבה שלהם הינה מעל מיליאד מעלות. בתהליך זה, פוטונים אנרגטיים מפרקים את האטומים.
לקריאה נוספת :
http://wise-obs.tau.ac.il/cgi-bin/yiftah/astropedia?Nuclear_Reactions_and_Nucleus_Synthesis.html


ש: מה זה פולסר כפול ומדוע קיבלו פרס נובל בנושא זה?
ת: אינני יודע מדוע דווקא קיבלו נובל על התגלית הזו. אבל למערכת של זוג פולסרים יש חשיבות רבה מאוד להבנה שלנו של אפקטים שקורים.
המערכת מורכבת מזוג פולסרים שמסתובבים אחד סביב השני בקרבה מאוד גדולה. הם משמשים לנו כמעין מעבדה יחודית שמלמדת אותנו
למשל על התעקמות המרחב לייד גופים צפופים וכבדים.
יש מאמר מפורט יותר בנושא באתר של אסטרופדיה:
http://wise-obs.tau.ac.il/cgi-bin/yiftah/astropedia?Pulsar.html::012


ש:ממימן ועד ברזל כמה יסודות יש, וכמה מעלות כל אחד צריך בשביל לבעור?
זה מימן, הליום, פחמן. עד כאן לפי מה שהבנתי בשמש שלנו. ובכוכבים יותר מסיבים שמגיעים לברזל מה השלבים אחרי הפחמן ועד הברזל? וכמה שנים פועלים היסודות האחרים בשלושת סוגי הכוכבים האלה...?

ת:שלבי הבעירה העיקריים הם:
מימון-הליום-פחמן-נאון-חמצן-סיליקון-ברזל. אם כי התהליכים עצמס מורכבים יותר ונוצרים חומרי ביניים, וכמו כן יש גם ערבוב. (למשל יש ננסים לבנים שעשויים מעירוב של פחמן וחמצן.
מימן בוער כמה מילירדי שנה (בכוכבים מאסיבים הוא בוער פחות, כמה מאות מיליון שנה).
הליום בוער כ-100,000 עד כמה מליוני שנה.
פחמן בוער בסקלה של כמה מאות עד אלפי שנה.
נאון בוער כמה שנים.
חמצן כ-6 חודשים.
סיליקון-כמה ימים, עד שבוע.
מידע נוסף על שלבי הבעירה השונים ובאילו טמפרטורות הם מתרחשים ניתן למצוא באסטרופדיה:
http://wise-obs.tau.ac.il/cgi-bin/yiftah/astropedia?Nuclear_Reactions_and_Nucleus_Synthesis.html


ש: מה יקרה אם?
מה יקרה אם אני אעמוד ליד חור שחור במידה ולא יקרה לי כלום (מצב תיאורטי שהוא לא יבלע אותי לתוכו...)
כי בעקרון לפי מה שהבנתי הזמן נקבע ע"י תנודות או משהו כזה.
והחור השחור משנה את התנודות.

אז זה אומר שאני אזדקן במהירות?
ת: למעשה לא תרגיש דבר.
כאשר נופלים בנפילה חפשית לחור שחור לא מרגישים שום דבר מיוחד. התחושות מתחילות להיות שונות כאשר נמצאים קרוב מספיק לחור השחור כך שיש הפרשים בין כח הכבידה שפועל על הרגליים וכח הכבידה שפועל על הראש. אז מתחילים להימתח ולהרגיש באופן כללי לא טוב...
הזמן הוא דבר יחסי, ליד חורים שחורים הזמן זורם לאט יותר יחסית לנקודות שנמצאות רחוק מהחור השחור. אם תעמוד לייד חור שחור לא תרגיש בשינוי קצב זרימת הזמן, רק אדם שנמצר רחוק יראה אותך מזדקן לאט יותר ממנו.


ש: על סופרנובות מסוג 1A
בהרצאה תיארת את היווצרותן של סופרנובות מטיפוס 1A כהתלקחות של דיסקת הספיחה במערכת בינרית שאחד מרכיביה הוא ננס לבן.
תהיתי מה , אם כן, ההבדל בין סופרנובה כזו לנובה "רגילה" שהרי גם זו נוצרת באותו אופן? מה פיספסתי?
ובהמשך לאותו נושא: מהם השרידים הנותרים מהתפרצות סופרנובה 1A כזו?

ת: בסופרנובה מסוג 1A ההתלקחות הבלתי נשלטת לא קורית בדיסקה אלה בננס עצמו. ההבדל בינה לבין נובה רגילה הוא שבנובה מה שמתלקח זה גז המימן שנספח ונאסף על פני הננס. הטמפרטורות לא גבוהות מספיק כדי להתיך את הפחמן והחמצן מהם בנוי הננס הלבן. בסופרנובה המסה של הננס הלבן גדולה מספיק כדי שהטמפרטורות יגיעו לרמה כזו שהפחמן והחמצן מותכים. התהליך מתפשט בכל הננס וגורם לפירוק שלו.
בקשר למה שנשאר, איננו יודעים בודאות אבל האנרגיות שמשתחררות מספיקות כדי לפרק את כל המערכת.


ש: שאלה על חורים שחורים
הייתי היום בהרצאה ומאוד נהנתי, הייתה באמת הרצאה מצויינת שהעשירה את הידע שלי.
כמו כן ראיתי בוידאו את ההרצאה שלך על חורים שחורים שגם הייתה מעולה.
לא שאלתי היום את השאלה שלי מפני שהיא בנושא חורים שחורים וזה לא היה נושא ההרצאה.

ואחרי ההקדמה, לשאלה, חור שחור מתוך ההגדרה שלו קולט אנרגיה אך אנרגיה אינה יכולה להפלט ממנו כל עוד היא עברה את אופק האירועים, ולכן הגיונית ככל שעובר הזמן מסת החור השחור גדלה וגדלה, כמובן שיש כאן בעייה שכן לא יתכן שמסת החור השחור רק גדלה והוא חייב לאבד מסה בצורה כלשהי.
עד כמה שאני יודע התאורייה הקיימת היא שבאיזור אופק האירועים נוצרים חלקיקים ואנטי חלקיקים כך שהחלקיקים בורחים מהחור וכך מסבירים קרינות שמתגלות מהחורים השחורים, האנטי חלקיקים נבלעים בחור השחור וכך הוא למעשה מאבד ממסתו.
שאלתי היא, עד כמה התאורייה הזאת יציבה והאם קימות תאוריות אחרות.
בנוסף על כך, אני חושב שכדי שהמסה של החור השחור לא תגדל התופעה הזאת אמורה להיות די גדולה והקרינה צריכה להיות די חזקה, האם זה כך?

ת: לקרינה שצינת קוראים קרינת הוקינג. הקרינה נחזיתה באופן תאורטי כבר לפני 30 שנה אבל עד היום מעולם לא נצפיתה. הסיבה לכך שעוצמת הקרינה שנפלטת היא ממש אפסית, למעשה חור שחור שמסתו גדולה יותר ממסה של הר ממוצע (12^10 ק"ג) זמן ההתאדות שלו ארוך יותר מגיל היקום!!!
לכן לכל צורך פרקטי חורים שחורים לא מאבדים מסה שצברו.
הקרינות שמתגלות מחורים שחורים נובעות מאפקטים שנלווים לספיחה של חומר שעדין לא עבר את אופק האקועים.
יש מאמר טוב על חורים שחורים באסטרופדיה:
http://wise-obs.tau.ac.il/cgi-bin/yiftah/astropedia?Black_Hole.html

ש: הרשה לי להקשות
קראתי את המאמר, ובנוסף לתגובה שלך כבר קיבלתי תשובות על רוב השאלות, אך למעשה שאלה אחת שלי נותרה פתוחה.
אם חור שחור רק קולט חומר, ואיבוד המסה שלו עקב קרינת הוקינג היא אפסית, אז בהנחה (שהיא הנחה שלי) שמן הסתם חור שחור קולט די הרבה אנרגיה, שכן עקב הכבידה שלו הוא כנראה מושך אליו לא מעט עצמים שמימיים, המסה של חור שחור רק תלך ותגדל ותגדל.
זאת מסקנה לא הכי נוחה שכן אם חורים שחורים קולטים אנרגיה יותר ממה שהם פולטים סוף כל החומר ביקום להישאב לחור שחור.

ת: התשובה היא לא.
חור שחור שסופח חומר גדל, אבל קצב הגדילה קטן יחסים לנפח החומר שנספח. לכן החור השחור יגמור את החומר שסביבו אבל לא יגדל מספיק כדי לסכן גופים רחוקים יותר. המשך הבליעה יהיה רק של גופים שבטעות הגיעו קרוב מספיק לחור השחור.


ש: בקשר לשמש שלנו
אמרת שכשהיא תהפוך לענק אדום היא תגיע כמעט עד כדה"א. מה זה אומר "כמעט"? ואם תוכל לתת עוד קצת פרטים ודוגמאות להשלכות על כדה"א שייגרמו מהקרבה הזאת?

ת: לא ברור בדיוק עד כמה תתנפח השמש אבל סדר גודל של הרדיוס של כ"א הוא הערכה לא רעה (פי 100 מרדיוס השמש).
בקשר למה נרגיש, השמש תתנפח ותתקרר קצת אבל הטמפרטורה על פני השטח עדיין תהיה ~ 3500 מעלות שזה די חם?
לגבי מה שנרגיש, ובכן נראה לי שלא כל כך טוב לא? בטמפרטורות כאלה כל החיים על כ"א יכחדו.
אבל אל דאגה זה צפוי לקרות רק עוד 5 מיליארד שנה...


ש: חור שחור
חור שחור הוא בגודל של נקודה,
אז איך הוא לא גדל לאחר שהוא "שואב"
לתוכו כל דבר ונישאר נקודה?
שאלה נוספת : איך אפשר להבחין בחור שחור אם הוא לא מחזיר אור והוא קטן?

ת: אכן החור השחור עצמו הוא מעיין נקודה חסרת גודל ובעלת צפיפות אינסופית. סביב הנקודה הזו מגדירים מעטפת כדורית שכל מה שנמצא בתוכה צריך שמהירותו תעלה על מהירות האור כדי שיוכל לצאת החוצה. למעטפת הזו קוראים "אופק האירועים" ורדיוסה גדל ככל שהחור השחור כבד יותר (כלומר חור שחור שסופח מסה יגדיל את הרדיוס של אופק האירועים שלו).
2. בחורים שחורים ניתן להבחין דרך ההשפעה שלהם על הסביבה כגון כוח המשיכה שהם מפעילים על כוכבים סביבם.
אם הם סופחים חומר לאנרגיה שמשתחררת יש חתימה מסוימת.
באתר של המועדון האסטרונומי יש הרצאת וידאו שהעברתי על חורים שחורים, פרט להסברים נוספים יש שם גם סרטי וידאו שיבהירו לך טוב יותר את הנושא.
הכתובת היא:
http://astroclub.tau.ac.il/past_h.html


ש: האם כל כוכב ניוטרונים הוא פולסר? אם לא, מהם התנאים שכוכב ניוטרונים יהיה פולסר? אם הפולסר פולט קרינת סינכרוטרון, כיצד יתכן שגילו הרבה פולסרים הפולטים בעיקר קרינת X? הרי בקרינת סינכרוטרון, רוב העוצמה נפלטת בקרינת הרדיו.
ולמה לא מוצאים פולסרים הפולטים בתחום העל סגול או קרינת הגמא?

ת: המנגנון המדויק שגורם לפליטת הסילונים בפולסרים לא ברור. ברור שהדבר קשור בשדות המגנטים החזקים ששוררים שם ובהשפעה שלהם על חלקיקים טעונים שנפלטים מהכוכב. הקרינה נפלטת בעיקר ברדיו אבל לא רק, קרינת סינקוטרון בכלל יכולה להיות גם האורכי גל קצרים.
בנוגע לפולסי X, הקרינה עשויה לנבוע מאותה קרינת סינקוטרון, או לחלופין כתוצר לוואי של ספיחה של חומר על הכוכב.
כיום אנו מאמונים שהאפשרות הסבירה יותר היא שפולסרים אלה סופחים חומר מבן לוויה וקרינת ה-X נפלטת מדיסקת הספיחה החמה שנוצרת סביב הפולסר.
בנוסף קיימים פולסרי רדיו מיוחדים שנקראים (anonymous x-ray pulsars) והם כנראה כוכבי נויטרונים עם שדות מגנטים עצומים של פי 100-1000 מאשר בפולסרים רגילים. שם המנגנון אינו ספיחה.


ש: לאור חידת החומר האפל ואחרות
האם לדעתך הפתרון לחידה הזו יכול להפוך על פיו את הידוע לנו על היקום או האם אתה צופה שתהיה לו רק השפעה "כמותית" על התיאוריה?

ת: אני לא מאמין שמציאת הגורם תהפוך לגמרי את התיאוריה. יש כמה מועמדים לחומר האפל כגון חלקיקים אקזוטיים שקיומם נחזה ע"י תורות חלקיקים שונות.
לעומת זאת מתפתחת היום תיאוריה שמסבירה את השפעת הכבידה הנוספת הזו בכך שתורת הכבידה המוכרת לנו כיום שונה בסקלות מרחקים גדולות, כך בעצם אין צורך בקיומו של החומר האפל. אולם התורה הזו רחוקה מלהיות מושלמת ויש בה הרבה בעיות פנימיות. אם יתגלה שהיא נכונה זה בוודאי יהווה מהפכה בתפיסה של היקום ויהיו לכך השלכות רבות. אולם במצב הידוע כיום הסיכוי שזה יתרחש קטן.
פרטים נוספים תוכל למצוא ב-
http://wise-obs.tau.ac.il/cgi-bin/yiftah/astropedia?Dark_Matter.html