סופרנובה 1987A

סופרנובה 1987A (מסומנת SN 1987A) הייתה סופרנובה שנצפתה מפני כדור הארץ ב־23 בפברואר 1987. היא הגיעה לשיא הבהירות שלה במאי אותה שנה, עם בהירות נראית קרובה ל־3. הסופרנובה התרחשה בענן מגלן הגדול, גלקסיה ננסית הקרובה לשביל החלב, והייתה הסופרנובה הבהירה ביותר מאז סופרנובה 1604, אשר נצפתה על ידי יוהאנס קפלר כ־400 שנה קודם לכן. האירוע נתן הזדמנות ראשונה לאסטרונומים מודרניים לצפות מקרוב בסופרנובה, לעקוב אחרי התפתחותה ולמדוד את שטף חלקיקי הנייטרינו שפרץ ממנה.

גילוי הסופרנובה
גילוי הסופרנובה התרחש במקביל במספר מקומות ב־24 בפברואר 1987, יממה לאחר שהאור שלה כבר החל להגיע לכדור הארץ. יאן שלטון צילם אותה בעזרת הטלסקופ בלאס קמפנס (LCO) שבצ'ילה, ובו בזמן צפה בה בעין בלתי מזוינת עמיתו ממצפה הכוכבים, אוסקר דואלדה. בימים 4 עד 12 במאי 1987, הסופרנובה נצפתה גם מהחלל על ידי אסטרון, תחנת חלל סובייטית בעלת טלסקופ חלל בתחום העל־סגול.

באותו לילה צפו בה גם מספר אסטרונומים חובבים: קולין הנשהאו מזימבבואה, אלברט ג'ונס מניו זילנד ורוברט מקנאוט מאוסטרליה. שני האחרונים צילמו את האזור של ערפילית טרנטולה, אשר נמצאת בענן מגלן הגדול, גם בלילה הקודם לכך (23 בפברואר), ועם פיתוח התמונות התברר כי בצילום של אלברט ג'ונס משעה 9:30 UTC, הסופרנובה עדיין לא מופיעה, ואילו בצילומו של רוברט מקנאוט, שנעשה כשעה מאוחר יותר, הסופרנובה מופיעה בבירור. כלומר, הפוטונים הראשונים מהסופרנובה הגיעו אל כדור הארץ בין השעה 9:30 לשעה 10:30.

התפוצצות הסופרנובה התרחשה במרחק של 51.4 קילופרסק מכדור הארץ, או 167,650 שנות אור, כלומר היא התרחשה לפני 167,650 שנה. היא מכונה 1987A, משום שהייתה הראשונה שהתגלתה בשנה זו.

חלקיקי נייטרינו מהסופרנובה
לאחר גילוי הסופרנובה בעזרת טלסקופים ובעין בלתי מזוינת, התעורר עניין לבדוק את המדידות שנעשו בגלאיי נייטרינו שונים בעולם. על פי התאוריה המקובלת, צפויה להיווצר כמות נכבדה של חלקיקי נייטרינו בשלב הראשון של פיצוץ הסופרנובה. חלקיקי נייטרינו אלו מקורם בתגובה בין אלקטרונים לפרוטונים בליבת הכוכב. יחד עם חלקיקי הנייטרינו נוצרים גם נייטרונים, אולם בעוד שלנייטרונים יש תגובה חזקה עם חלקיקים אחרים והם לא מצליחים לצאת אל מחוץ לכוכב, הרי שרוב חלקיקי הנייטרינו החמקמקים, שמגיבים רק בהשפעת הכוח הגרעיני החלש והכבידה, מצליחים לחמוק מהסופרנובה ולהתחיל את מסעם במרחבי היקום. 

הפוטונים מגיבים בתגובה אלקטרומגנטית חזקה יותר, ולכן מצליחים להשתחרר מהסופרנובה רק מספר שעות מאוחר יותר, כאשר גל ההדף שמקורו במרכז מגיע אל השכבות החיצוניות. משך התפרצות חלקיקי הנייטרינו הוא מספר עשרות שניות לכל היותר והם נעים במהירות קרובה מאוד למהירות האור, משום שהם נפלטים באנרגיה גבוהה. לכן הפרש הזמנים בין יציאת חלקיקי הנייטרינו לתחילת יציאת הפוטונים צפוי להישמר גם כאשר שני סוגי החלקיקים יגיעו אל כדור הארץ.

בדיקת הרישומים של גלאיי נייטרינו שהיו מיועדים לגילוי אפשרי של התפרקות פרוטון, הראתה שכשלוש שעות לפני שהגיע האור מהסופרנובה לכדור הארץ, הגיע אליו שטף של חלקיקי נייטרינו וחלקיקי אנטי-נייטרינו שנמשך מספר שניות. בסביבת השעה 07:35 UTC התגלו עקבותיהם של 11 חלקיקי נייטרינו בגלאי סופר קמיוקנדה שביפן, שמונה ב"IMB" (אירוויין מישיגן ברוקהייבן) שבארצות הברית, וחמישה בבקסאן שברוסיה. על אף שמדובר רק ב־24 חלקיקים שנמדדו, היה זה אירוע דרמטי. 

מספר חלקיקי הנייטרינו שנמדדו אף תאם את המודלים התאורטיים של סופרנובה, על פיהם כ־99% מהאנרגיה של הסופרנובה (כ־ ג'ול) מתפרצים בשטף של כ־ חלקיקי נייטרינו. הכמות הקטנה שנמדדה נובעת מכך שרק אחד מכל  חלקיקי נייטרינו שנפלטים מגיע לכדור הארץ, ואחוז זעיר מתוכם מגיב עם כדור הארץ בכלל ועם הנוזל בגלאי הנייטרינו בפרט; העובדה שכולם הגיעו בו זמנית מאששת את ההנחה שמקורם באירוע קוסמי.

בתצפית זו, שהראתה כי כל חלקיקי הנייטרינו וחלקיקי האנטי־נייטרינו התגלו על פני כדור הארץ תוך פרק זמן קצר של כמה עשרות שניות, אף על פי שעברו מרחק גדול ביותר שבו היו נתונים לכוחות הכבידה הן של ענן מגלן הגדול הן של גלקסיית שביל החלב, יש משום ראיה להשפעה הזהה של כבידה על חומר ועל אנטי חומר. הדיוק של מדידת הזמן בגלאי הנייטרינו ביפן היה נמוך, וניתן לומר רק שכל החלקיקים הגיעו לכדור הארץ תוך דקה. גם הגלאי האמריקאי לא היה תקין לחלוטין באותו יום - רבע מהגלאים שבו התקלקלו ביום הקודם; אך היה זה במהלך סוף השבוע, ולכן הגלאי לא הושבת לצורך תיקונים, וכך התאפשר גילוי החלקיקים.

כוכב האם ושארית הכוכב

הכוכב שהתפוצצותו יצרה את הסופרנובה, Sanduleak -69° 202, נצפה ב־1970 על ידי האסטרונום ניקולס סנדוליק והיה לפני התפוצצותו על־ענק כחול. אחרי התפוצצותו הפכו שרידיו לנושא מחקר שמתקיים ברציפות עד ימינו. את מקום הכוכב מקיפה טבעת של חומר במצב גזי וברדיוס של כ־0.7 שנות אור, שכנראה נוצרה לפני התפוצצותו. טבעת זו החלה לזהור מספר חודשים לאחר התרחשות ההתפוצצות, אחרי שהיא עוררה על ידי שטף הקרינה שנבע ממנה, ובהדרגה זוהרה דעך. אולם, לאחר כעשר שנים החל גל ההדף מהתפוצצות הסופרנובה להגיע אל הטבעת, והיא החלה לזהור שוב. בנוסף, בשנת 1994 נתגלו על ידי טלסקופ החלל האבל שתי טבעות חיוורות יותר, שנמצאות במישורים מקבילים לטבעת הראשית מעליו ומתחתיו, כך ששלוש הטבעות יוצרות מבנה של שעון חול.

המודל המקובל של פיצוץ סופרנובה צופה, שלאחר הפיצוץ תהפוך שארית הכוכב לכוכב נייטרונים, או לחור שחור. נכון ל־2012, טרם נמצאו ראיות לגופים כאלו במרכזה של סופרנובה 1987A.

קישורים חיצוניים

 תמונות של SN1987A כפי שצולמו על ידי טלסקופ החלל האבל
 סרטון המראה את הטבעת הזוהרת, באתר טלסקופ החלל האבל

הערות שוליים

1987A
קבוצת הכוכבים דג זהב
1987 במדע
ענן מגלן הגדול