זמן רב לפני שחר החיים המורכבים על פני כדור הארץ, לפני מיליארד שנה, חור שחור גדול פי כמה מהשמש עטף את הליבה הממוטטת של כוכב ענק לשעבר. ההתנגשות האדירה בין שני העצמים האקזוטיים הללו שלחה גלי כבידה לאורך היקום, כמו אדוות על פניו של אגם עצום. בינואר 2020 הכו הגלים הקדומים הללו בחופי מערכת השמש שלנו, וזוהו באמצעות ציוד רגיש במיוחד במצפי כוכבים ייעודיים בארה"ב ובאיטליה.
זו הייתה הפעם הראשונה אי פעם שאסטרונומים "ראו" חור שחור בולע כוכב נייטרון. כעבור עשרה ימים בלבד אסטרונומים גילו את אותה התופעה, חור שחור שזלל את כוכב הנייטרון המלווה אותו, בחלק אחר של היקום. שתי התגליות פורסמו השבוע בכתב העת לאסטרופיזיקה ApJL, והן מייצגות פריצת דרך משמעותית באסטרונומיית הכבידה – תחום מחקר שבו מדענים בוחנים עיוותים זעירים במרחב־זמן בחיפוש אחר רמזים בדבר אופן פעולתו של היקום.
חוקרים תיעדו בעבר שני חורים שחורים שהתנגשו זה בזה ושני כוכבי נייטרון שהתנגשו זה בזה; מודלים תיאורטיים ניבאו זה מכבר שייתכנו מפגשים בין כוכבי נייטרון לחורים שחורים, אך עשרות שנים חלפו בלי שנצפתה התרסקות עצומה כזאת. "אלה אירועים ראויים לציון, חיכינו זמן רב מאוד לחזות בהם. מדהים לתפוס אותם סוף־סוף", אמרה סוזן סקוט, פיזיקאית מאוניברסיטת אוסטרליה הלאומית ושותפה במחקר.
המחקר, שיותר מאלף מדענים השתתפו בו, יעזור לחוקרים ללמוד על אופן היווצרותם של הכוכבים האקזוטיים הללו, ועל מידת תפוצתם. הוא יכול אפילו לעזור לפתור כמה תעלומות בדבר הולדתן של גלקסיות.
מותם האלים של הכוכבים הללו הוא אירוע עמוס אנרגיה, המייצר גלי כבידה שמעוותים את מרקם החלל והזמן ביקום. גלי הכבידה נכללו בתיאוריה של אלברט איינשטיין לפני יותר ממאה שנה, אולם לא תועדו פיזית עד שנת 2015, כאשר אדוות שנוצרו מהתנגשותם של שני חורים שחורים תועדו במצפה גלי הכבידה "ליגו" בלואיזיאנה ובמדינת וושינגטון. התגלית המרעישה פתחה עידן חדש של אסטרונומיה, המאפשר למדענים להתבונן בגלי כבידה ולהשתמש בהם לתצפיות.
חורים שחורים וכוכבי נייטרון נחקרו במשך עשרות שנים, אך רבות מתכונותיהם נותרו בגדר תעלומה. שניהם נוצרים לאחר שכוכבים ענקיים ממצים את הדלק שלהם; חלקם מתמוטטים לחורים שחורים, שכוח הכבידה שלהם חזק עד כדי כך שאפילו אור לא יכול להימלט ממנו, ואחרים משאירים אחריהם "גופות" בקוטר של כמה קילומטרים בלבד שעשויות כמעט לגמרי מנייטרונים. אלה הם העצמים הצפופים ביותר ביקום.
מדעני ליגו ומצפה גלי הכבידה "וירגו" בצפון איטליה זיהו את ההתנגשות הראשונה של חור שחור בכוכב נייטרון ב־5 בינואר 2020. אופי הגלים אפשר להם להסיק את המסה המעורבת בהתנגשות ולהעריך את מיקומה. הם קבעו שהחור השחור היה כבד פי תשעה מהשמש שלנו, והכוכב כבד פי שניים מהשמש, על פי המחקר. בהתנגשות השנייה, שהתגלתה ב־15 בינואר, היו מעורבים חור שחור גדול פי שישה ממסת השמש וכוכב נייטרון כבד פי 1.5 ממסת השמש.
בשני המקרים, החורים השחורים בלעו את הכוכבים. לא תועדו הבזקי אור באירועים, ואין בכך כל הפתעה: על פי החוקרים החורים השחורים היו גדולים מספיק לבלוע את הכוכבים במלואם, עם כל האור שהיו עשויים לפלוט בהתפוצצות. "החורים השחורים לא בלסו את הכוכבים כמו עוגיפלצת, תוך שהם מתיזים פירורים לכל עבר", אמר דובר ליגו, פרופ' פטריק בריידי מאוניברסיטת ויסקונסין במילווקי. "'התזת הפירורים' היא זו שמפיקה אור, ואנחנו לא חושבים שזה קרה במקרים האלה".
ההתנגשות הראשונה התרחשה במרחק כ־900 מיליון שנות אור מכדור הארץ, והשנייה במרחק של מיליארד שנים, על פי החוקרים. מכיוון שהן תועדו בזו אחר זו בתוך זמן קצר, החוקרים מעריכים כעת שהתנגשות אחת כזו מתרחשת לפחות פעם בחודש בטווח של מיליארד שנות אור מכדור הארץ.
שתי ההתנגשויות התרחשו מחוץ לגלקסיית שביל החלב. "עם הגילוי החדש הזה של מיזוג בין כוכבי נייטרון לחורים שחורים מחוץ לגלקסיה שלנו, מצאנו את הנעלם החסר", אמרה אסטריד למברץ, חוקרת במצפה הכוכבים בניס שבצרפת. "סוף־סוף אנו יכולים להתחיל להבין כמה מערכות כאלו קיימות, באיזו תדירות הן מתמזגות ומדוע עדיין לא ראינו דוגמאות להתנגשות כזאת בשביל החלב".
