SN 1572

---

הטקסט פורסם גם באתר של מכון דוידסון (מכון ויצמן) ובאופן בלתי מוסבר גם על ידי YNET (#$@?!)

---

בדומה לחנוכה שלנו, תרבויות רבות חוגגות סביב הלילה הארוך בשנה תוך שהן מתמקדות באור ואש. מכריסטמס ויאלדה של ימינו, דרך חגים בני אלפי שנים כמו דונגז׳י (בסין) וסאטורנליה (ברומא), ועד לממצאים באתרים פרהיסטוריים כמו סטונהנג׳ באנגליה או AP-CA-18 בברזיל, משחר ההיסטוריה ביקשה האנושות להיזכר באור בזמן שהימים הולכים ומתקצרים. כאשר ציין התלמוד הבבלי את החגים העתיקים ״קלנדא״ ו״סטרנורא״ למשל, שנחגגו אז לפני ואחרי היום הקצר בשנה (אחד מימי שוויון והיפוך היום והלילה, המכונים בגמרא ״תקופה״), מקורם היה כה עתיק עד שהוא יוחס לאדם הראשון ולחששו שהלילות מתארכים בגלל חטאיו:

״קלנדא ח’ ימים אחר תקופה, סטרנורא ח’ ימים לפני תקופה. […] לפי שראה אדם הראשון יום שמתמעט והולך אמר – ׳אוי לי שמא בשביל שסרחתי עולם חשוך בעדי וחוזר לתוהו ובוהו, וזו היא מיתה שנקנסה עלי מן השמים׳ ״
(מסכת עבודה זרה, ח׳, א׳)

לפיכך אולי יש סימליות יפה בכך שהיה זה דווקא חודש כיסלו של שנת של״ג, לפני 448 שנה, בו הופיע בשמיים כוכב ״חדש-להפליא״ (״סופר-נובה״ בלטינית,  כפי שנטבע המושג כעבור כ-350 שנה), תוצר של אחד מהמאורעות יוצרי-האור העוצמתיים המוכרים לנו ביקום. נקודת האור ייצגה קטסטרופה שהתרחשה כ-10,000 שנה קודם לכן במערכת כוכבים מרוחקת, פיצוץ רב עוצמה בו למשך זמן קצר יכול כוכב אחד להאפיל בעוצמתו על גלקסיה שלמה המונה מאות מיליארדי כוכבים.

קבוצת הכוכבים קסיופיאה בתוספת הכוכב החדש (מסומן באות I) | מקור: עמוד 24 מתוך ספרו של טיכו בראהה.

לא הייתה זו הסופרנובה המתועדת הראשונה. זו של 1006 לספירה למשל, מופיעה ברשומות פרסיות, ערביות וסיניות כ”בהירה יותר מרבע הירח”. אך לסופרנובה של סוף המאה ה-16, לעומתן, הייתה השפעה דרמטית על תפיסת האדם את היקום, שמהדהדת עד היום.

 

 

כוכב נולד

אסטרונומים בכל רחבי החצי הצפוני של כדור הארץ נדהמו לגלות בנובמבר 1572 כוכב חדש בשמים. בתוך מספר ימים עוצמתו התחזקה עד כדי שאפשר היה להבחין בו גם בשעות היום, ורק לאחר מספר ימים החל לדעוך באיטיות רבה עד שכעבור שנה וחצי כבר היה חלש מכדי להיראות לעין. כוכב חדש זה אתגר את תפיסת היקום מאז העלה אותה אריסטו על הכתב כ-2,000 שנה לפני כן בספרו ״אודות השמים״.

בתפיסה האריסטוטלית היו גרמי השמים מסודרים על גבי ספירות שמיימיות מושלמות, עשויות חומר בלתי מתכלה שלימים כונה ״אתר״. מהירח והלאה הכל אמור היה להיות נצחי ובלתי משתנה, וזאת בניגוד לספירה הארצית במרכז, מתחת למעגל הירח, בה הכל עשוי מחומרים ״ברי השחתה״: מטאורים, כוכבי שביט וכמובן כדור הארץ וכל אשר עליו, נשחק ומתבלה.

 

 

הספירות השמימיות שסביב הספירה הארצית | מקור: ה Leiden Aratea, שנת 816

 

האמונה בתפיסת העולם האריסטוטלית היתה מוחלטת כל כך שלאורך ההיסטוריה היא גררה התעלמות ממה שלא התאים לתאוריה. למשל כוכבים שמשנים את עוצמתם כמו הכוכב אלגול מקבוצת פרסאוס, שעצם שמו (״אל גול״ – ״השד״ בערבית – رأس الغول) מרמז על שטניותו: ה״כוכב״ הוא למעשה מערכת של שלושה כוכבים קרובים המקיפים זה את זה. מנקודת מבטנו, אחד מהחיוורים שבהם חולף בכל 3 ימים על פני הבהיר יותר ומעמעם אותו משמעותית למשך כ-10 שעות.

האסטרונומים הערביים ידעו ככל הנראה היטב שאלגול משנה את עוצמתו. באירופה, לעומת זאת, למרות תצפיות כוכבים רבות ומפורטות ולמרות שאלגול הוא כוכב בולט למדי (השני בבהירותו בקבוצת פרסאוס) השתנותו הסדירה לא זכתה להתייחסות או אף להכרה מצד אסטרונומים עד 1667, אז הכריז על כך האסטרונום האיטלקי גֶ׳מִינִיאַנוֹ מוֹנְטַנַארִי (Montanari) ברשומות של האגודה המדעית של בולוניה.

המאה ה-16 הביאה איתה את הרנסנס ופתיחות גוברת לשינויים בכל התחומים. בין השאר התפרסמה עבודתו המהפכנית של קופרניקוס על סיבוביהם של הכדורים השמימיים, שבה הציע כי כדור הארץ אינו במרכז מערכת השמש. ב-1572 יכלה כבר תרבות המערב לשקול באמת את משמעותה של אותה נקודת אור חדשה בשמים. 

הכוחות השמרניים עדיין היו בעלי עוצמה. אסטרונומים בולטים כמו חֶרוֹנִימוֹ מוּנְיוֹס (Muñoz) הספרדי למשל סירבו להכיר בכך שמדובר בכוכב חדש. לדבריהם זה חייב היה להיות שביט ללא זנב, או תופעה דומה אחרת מ”המעגל הארצי”, שכן ברקיע הכוכבים לא ייתכן שינוי. אחרים כלל לא הטרידו את עצמם בשאלות שכאלה, כמו תומאס אלן (Allen) האסטרולוג הבריטי, שהרגיע את המלכה אליזבת לאחר שקראה לשאול בעצתו לרגל התופעה החדשה (אולי ברוח הבריטית הרגילה של “Keep Calm and Carry On”), או לעומתו ז׳אנג ג׳וּזֶ׳נְג (Juzheng), האסטרולוג הסיני הקיסרי,שטען כי מדובר דווקא באות מבשר רעות מהאלים ונזף בקיסר הצעיר שֶנְזוֹנְג שעליו לשפר את דרכיו ולהתפלל יותר.

אך אסטרונומים אחרים, והבולט ביניהם טיכו ברהה (Brahe) הצעיר מדנמרק, אז בן 26, התעקשו לתהות על קנקנה של התופעה הייחודית. ברהה לא רק ערך מדידות מדויקות בעצמו, אלא גם אסף את מדידותיהם של אסטרונומים אחרים מרחבי אירופה, וקיבץ את התוצאות ואת פרשנותו בעבודתו המונומנטלית לשעתה – De Nova et Nullius Aevi Memoria Prius Visa Stella (“על אודות הכוכב החדש שלא נראה ולא נזכר מעולם”). ברהה הצליח להראות כי לא ייתכן שהכוכב החדש הינו “במעגל הארצי”, מכיוון שהוא רחוק יותר מהירח.

ברהה עזה זאת באמצעות תופעה הנקראת פרלקסה (היסט), התזוזה המדומה של חפץ קרוב על רקע חפצים רחוקים כשמשנים את נקודת התצפית. אם נביט למשל באגודל שלנו כשהיד מושטת קדימה ונעצום לסירוגין עין אחת ואז את האחרת, האגודל ייראה כאילו הוא זז ימינה ושמאלה ביחס לעצמים רחוקים ברקע. באופן דומה, גם הירח, הקרוב אלינו יחסית, נראה במיקום שונה על רקע הכוכבים הרחוקים מאיתנו מאד, אם צופים בו משתי נקודות רחוקות מספיק על כדור הארץ. הִיפֶּרְכוֹס היווני מדד כך את המרחק לירח בדיוק מרשים כבר לפני למעלה מ-2,000 שנה. ברהה הראה כי מאחר שלא נראה שינוי במיקום הכוכב החדש יחסית לכוכבים, מכל המקומות שמהם צפו בו, הוא רחוק יותר מהירח.

ברהה מראה שבניגוד לירח, אין לכוכב החדש פרלקסה על רקע הכוכבים | מקור: עמוד 34 מתוך ספרו של בראהה

ברהה המשיך וצפה בכוכב במשך 18 חודשים, ותיעד באדיקות את בהירותו ההולכת ויורדת עד שבמרץ 1574 הפך חיוור מכדי להיראות בעין. 390 שנה יחלפו לפני ששוב תביט עין אדם באותה סופרנובה המוכרת כיום כ-״SN 1572״ ובשם החיבה ״הסופרנובה של טיכו״.

SN 1572 היתה אם כן נקודת מפתח בשבירת תמונת העולם הסטטית של הספירות האריסטוטליות השמיימיות, אבל מה היה בעצם אותו כוכב שנולד לפתע?

איך מתים כוכבים

משקלם העצמי האדיר של כוכבים מפעיל לחץ אדיר על הליבה שלהם, והיא נדחסת עד כדי שגרעיני מימן המוטחים אלה באלה מתגברים על הדחיה האלקטרומגנטית ההדדית ביניהם, ומתחברים ליצירת גרעינים של אטומי הליום. זהו היתוך גרעיני, תהליך פולט אנרגיה המתרחש גם בפצצת מימן. השמש שלנו, שהיא כוכב בגודל בינוני, מפיקה בכל שניה אנרגיה הגדולה פי 30 מיליון מפיצוץ כל הפצצות הגרעיניות שעל כדור הארץ (לפי ההערכות). 

רוב חייהם של הכוכבים עוברים עליהם במצב זה של שיווי משקל בין כוח הכבידה, המפעיל על הכוכב לחץ לקרוס פנימה, לבין האנרגיה הגרעינית המופקת בליבה ודוחפת כלפי חוץ. השמש שלנו, למשל, ממירה בכל שניה כ-600 מיליון טון של מימן להליום כדי לא לקרוס פנימה. המסה העצומה שלה מספיקה להרבה מאד זמן, כ-10 מיליארד שנה, אבל בשלב כלשהו המימן ייגמר. כשלא יהיה אז מה שיתנגד לכוח הכבידה, המשקל העצמי ידחס את ליבת השמש ויעלה את הצפיפות בה, ובעקבות זאת הטמפרטורה תתחמם עוד במיליוני מעלות. כשהטמפרטורה תהיה גבוהה מספיק, גרעיני ההליום יוטחו זה בזה בעוצמה מספקת בכדי להתיך גם אותם, בעיקר לפחמן, ושוב תופק אנרגיה גרעינית הדוחפת החוצה. 

בסופו של דבר גם הפחמן יותך כולו, והמשקל העצמי של השמש לא יוכל לספק די אנרגיה לליבה כדי להתיך גם פחמן. ליבת השמש תידחס אז לננס לבן, שיילך ויתקרר, והשכבות החיצוניות ייהדפו החוצה, יהפכו למה שמכונה “ערפילית פלנטרית” ויתפזרו אל החלל הבין-כוכבי (מקור השם, אגב, בטעות היסטורית של אסטרונומים מהמאה ה-18, ואין לערפילית זו כל קשר לפלנטות).

ערפילית פלנטרית NGC 2818 | מקור: טלסקופ החלל האבל, באדיבות NASA ו-ESA

 

בכוכבים שהמסה שלהם גדולה יותר מפי 8 מהשמש, התהליך אלים הרבה יותר . המשקל הגבוה יותר מאפשר להתיך יסודות כבדים יותר ויותר בקצב גדל הולך. אם נדרשו לכוכב כזה מיליוני או עשרות מיליוני שנים להתיך את מלאי המימן שבליבה להליום, יידרשו מאות אלפי שנים להתיך את ההליום לפחמן, כמה מאות שנים להתיך את הפחמן לחמצן, חודשים אחדים להתיך את החמצן לצורן (סיליקון), והצורן יותך לברזל תוך יום אחד בלבד. 

ליבה של כוכב מסיבי ברגע שלפני סופרנובה. השכבות אינן לפי קנה מידה ומוצגים רק היסודות הדומיננטיים שבכל שכבה | מקור: Core Collapse Supernovae

היום שבו מתיך הכוכב את הצורן שבמרכז הליבה שלו לברזל הוא יומו האחרון. ברזל הוא סוף הדרך עבור הכוכב, כי היתוכו אינה פולטת אנרגיה. עם סיום היתוך הצורן אין עוד לכוכב איך לייצר אנרגיה גרעינית, ונותרה לו פחות משניה אחת עד לסיום חייו: השכבות החיצוניות של ליבת הכוכב קורסות פנימה במהירות של עשרות אלפי קילומטרים לשניה ודוחסות את מרכז הליבה עד שהחלקיקים בה מגיעים לצפיפות גרעינית. כמעט בלתי אפשרי לדחוס חומר מעבר לכך, ושאר הליבה הקורסת מתנפצת על מרכז הכוכב ומושלכת חזרה החוצה בגל הלם עצום. 

גל ההלם חולף דרך השכבות החיצוניות והופך את כיוון תנועתן מקריסה פנימה לפליטה החוצה לחלל. הוא מטיח את גרעיני האטומים אלה באלה בעוצמות חסרות תקדים, ובשעות הספורות שבהן חולף גל ההלם דרך כל שכבות הכוכב מותכים בהן חומרים שהכוכב לא היה יכול לייצר במשך כל חייו. חומרים כבדים יותר מברזל. 

התהליך הזה לא רק חיוני לנו, פה על כדור הארץ, הוא פשוטו כמשמעו אנחנו. החומרים הבסיסיים המרכיבים את היקום הם מימן והליום, אך כדי ליצור כל מה שסביבנו ואותנו נדרשים חומרים רבים נוספים. ככל הידוע לנו רק סופרנובות (וקרובות משפחתן הקילונובות) אלימות מספיק כדי לאפשר את יצירתם של כל היסודות הכבדים יותר הקיימים סביבנו ובנו. כמעט כל מה שאנו נוגעים בו, כמעט כל מה שאנו עשויים ממנו, היה פעם חלק מתהליך מותו האלים של כוכב. הפיצוץ האדיר לא רק יוצר את החומרים אלא גם מעיף אותם החוצה אל החלל הבין-כוכבי, אל ענני גז שמהם נוצרות מערכות שמש חדשות. 

SN 1572

 

סופרנובה כזו בה הליבה של כוכב מסיבי קורסת לתוך עצמה (Core Collapse) היא הסוג הנפוץ יחסית של סופרנובות, אך הממצאים מראים שהסופרנובה של טיכו שייכת למשפחה מעט שונה, מסוג המכונה ״1a״ והמתוארת באיור.

סופרנובה כזו נוצרת מננס לבן, העשוי פחמן וחמצן שאין לו די לחץ וטמפרטורה כדי להתיך אותם והמושך חומר מכוכב סמוך. ככל שהננס הלבן צובר מסה, טמפרטורת הליבה עולה והוא מתקרב לחציית הסף המאפשר התכת פחמן. ברגע הקריטי בו נחצה הסף, תוך מספר שניות עובר חלק גדול מהננס הלבן תהליך התכה כמעט בו זמני, והאנרגיה הגרעינית המשתחררת כה עצומה שהיא משמידה את הכוכב לחלוטין ומאיצה את הכוכב השני במהירות גבוהה החוצה מהמערכת.

היווצרות סופרנובה מטיפוס 1a במערכת של שני כוכבים המקיפים זה את זה. זה לא בדיוק מה שקרה בסופרנובה של 1572, כי שם הכוכב הראשון גנב ככל הנראה די חומר מהכוכב השני עוד לפני שהשני הפך לענק אדום, אבל זה קרוב מספיק כדי להבין את המנגנון.

בשנת 2004 התגלה ככל הנראה הכוכב השני, נמלט במהירות גבוהה ממערכת היחסים הזוגית ההרסנית שכללה שוד והתאבדות. ובשנת 2008 סוג הסופרנובה זוהה בוודאות גבוהה בטכניקה המכונה ״הד אור״ – אור שלא נע בקו ישר מהסופרנובה אלינו אלא הוחזר לכיווננו מענני גז בין-כוכביים. בגלל שאור זה עבר מסלול ארוך יותר, הוא הגיע לכדור הארץ באיחור, וכך קיבלו המדענים של שנת 2008 ״מכונת זמן״ שאפשרה להם לצפות ולנתח אור מאותו מאורע שנצפה במאה ה-16. ״נס חנוכה״ של שנת של״ג, שנחגג שוב כעבור 436 שנה.

במשך 400 שנה לא צפה איש בסופרנובה של טיכו, אך התהליך שהתניעה המשיך גם בהעדרה. תפיסת הרקיע הבלתי משתנה של אריסטו נסדקה, וברהה ואסטרונומים אחרים הבינו שיש תופעות שם ברקיע שיש למדוד בתשומת לב. הם שכללו ודייקו את תצפיותיהם, ורישומיהם המדויקים איפשרו את התגליות שהגיעו בקצב הולך וגובר. הן איפשרו למשל ליוהנס קפלר, עוזרו של ברהה ויורש מחקריו, להבין שהתאוריות בנות זמנו אודות תנועת כוכבי הלכת שגויות, ולפתח את חוקי התנועה הפלנטרית שנלמדים גם היום, כעבור מאות שנים. הסופרנובה של טיכו, למעשה, היתה אחד מהגורמים שאפשרו ברבות הימים לאנושות לחזור ולחפש אותה.

אותה נקודה קטנה שהופיעה בשמי ״הספירות השמימיות שאינן משתנות לעולם״, שלחה את האנושות למסע שאנו באמצעו. מסע שאיפשר לנו לחזור ולהביט באותה נקודה בשמיים אך הפעם בהגדלות עצומות, דרך טלסקופים ששיגרנו לחלל ובאורכי גל שאינם נראים כלל מפני כדור הארץ. מסע שגילה לנו שהספירות השמימיות הן מקום דינמי ואף אלים, בו התפוצציות באנרגיות בדיוניות מתיכות את החומרים מהם כולנו עשויים.