מותה של גלקסיה

גלקסיית שביל החלב קורעת לגזרים גלקסיה חסרת אונים, הנמצאת במזל הכוכבים קשת, ובמהרה תבלע אל קרבה את מיליוני כוכביה

היזהרו לכם משביל החלב. זו הגלקסיה, ביתנו שלנו, גדולה בהרבה, בהירה ועצומה מרוב הגלקסיות ביקום. היא זוהרת באורם של מאות מיליארדי כוכבים, מוקפת במארג קטלני של חומר אפל, ויכולה בנקל לבלוע ולהשמיד גלקסיה תועה שאיתרע מזלה להתקרב אליה יתר על המידה. למעשה, מיליארדים מהכוכבים שכיום מהווים חלק ממרקם הגלקסיה מקורם בגלקסיות זרות אשר לפני שנים רבות מספור נקרעו לגזרים בשל כוחו המכלה של שביל החלב. הוא השמידן ובלע את כוכביהן.

העדות המרשימה ביותר לכוחה האדיר של גלקסיית שביל החלב נחשפה ב-1994, כאשר שלושה אסטרונומים מבריטניה, רודריגו איבטה (Ibata), ג'רארד גילמור(Gilmore) ומייק אירווין (Irwin), גילו קבוצה של כוכבים עתיקים הנעים יחדיו במזל הכוכבים קשת. אלו הם שרידיה של גלקסיה זעירה אשר התקרבה יתר על המידה אל שביל החלב, וכתוצאה מכך נחשפה לכוחות כבידה עצומים והם ריסקוה לגזרים.

גלקסיה סמוכה זו, או אם נרצה לדייק בלשוננו גלקסיה-לשעבר זו, חמקה מעיני האסטרונומים כמעט עד סוף המאה ה-20. זאת מכיוון שהיא שוכנת בדיוק מצדו האחר של שביל החלב, וכדי לראותה יש לחדור בעד כל מרכז הגלקסיה, ובו רבים הכוכבים וצפיפותם גבוהה. למעשה, הגילוי של הגלקסיה הננסית הזו (מעתה היא תקרא "ננסית הקשת") התרחש במקרה, תוך כדי מחקר שערכה קבוצתו של איבטה על הכוכבים של מרכז הגלקסיה. כוכבי ננסית הקשת בלטו לעין מכיוון שנעו בקצב שונה מקצבם של הכוכבים האחרים.

הגלקסיה ננסית הקשת רחוקה ממרכז שביל החלב רק 60,000 שנות אור, ולא זו בלבד שהיא הגלקסיה הקרובה אלינו ביותר, היא אף קרובה אלינו יותר מאשר הקצוות החיצוניים של הגלקסיה שלנו. מרחקה ממרכז השביל החלב הוא רק כפליים ממרחקה של השמש שלנו ממרכז שביל החלב. עם זאת, ננסית הקשת אינה שוכנת על פני הדיסקה של שביל החלב, אלא נמצאת במרחק של 20,000 שנות אור מתחת למישור הגלקטי. כוחות הכבידה של שביל החלב עיוותו את הגלקסיה הקטנה הזו לכדי צורה מרחבית דמוית סיגר שאורכה כ-25,000 שנות אור.

מותר שלש ננסית הקשת הוא בבחינת איתות אזהרה לגלקסיות סמוכות אחרות, דוגמת "ענני מגלן", מפני הגורל האכזר הצפוי להן, והוא גם מאפשר לנו להבין טוב יותר את דרך היווצרותה של הגלקסיה שלנו – בליעה של גלקסיות שכנות תוך כדי הפיכה לגלקסיית ענק. הגלקסיה שלנו, עם גלקסיית "אנדרומדה", שולטת כיום בקבוצת הגלקסיות הנקראת "הקבוצה המקומית".

אימפריית הגלקסיות

עוד בטרם התגלתה הגלקסיה ננסית הקשת, אסטרונומים כבר ידעו שגלקסיית שביל החלב שולטת באימפריה של עוד כעשר גלקסיות לפחות. גלקסיות אלו מקיפות את הגלקסיה שלנו באותו אופן שבו הירח מקיף את כדור הארץ. שני הלוויינים הבהירים ביותר והידועים ביותר של שביל החלב הם שתי הגלקסיות הידועות בשמות "ענן מגלן הגדול" ו"ענן מגלן הקטן". מאתנו 160,000 ו-190,000 שנות אור בהתאמה. אף כי ענני מגלן קטנות משביל החלב אין הן גלקסיות ננסיות, שכן כל אחת מהן מאוכלסת במיליארדי כוכבים וזוהרן מאפיל על הזוהר של רוב הגלקסיות ביקום.

במרחקים גדולים יותר נמצאות עוד שמונה גלקסיות לווייניות (המלוות את שביל החלב), אשר נקראות "ננסיות" משום עמימותן הרבה.

גלקסיה ננסית אופיינית מכילה רק מיליונים אחדים של כוכבים, וממדיה מגיעים בקושי לכאלף שנות אור לכל כיוון. פסל (Sculptor) ופורנקס (Fornax) הם שני הננסים שהתגלו ראשונים, ב-1938, ואילו הננס האחרון התגלה רק ב-1990, באמצעות ניתוח מחשב, לאחר שאותר עצם אפל במערכת הכוכבים סקסטנס (Sextans). הננס המרוחק ביותר מקיף את שביל החלב סמוך לשוליה האפלים של הגלקסיה, במרחק של כ-890,000 שנות אור, במזל הכוכבים אריה.

כמה מהננסים האלה חיוורים עד מאוד. הננס העמום ביותר שנתגלה עד כה ביקום כולו קרוי ננס דרקו (Draco), והוא שוכן במרחק 250,000 שנות אור מאתנו. האור המגיע מכל מיליוני כוכביו יחדיו אינו משתווה בבהירותו לזה של הכוכב היחיד הבהיר ביותר בשביל החלב.

למעשה, הכוכב הבהיר ביותר בגלקסיה זוהר בעוצמה הגדולה פי ארבעה מעוצמת זוהרה של גלקסיית דרקו כולה.

כל הגלקסיות הלווייניות הללו, קטנות כגדולות, צריכות להתמודד עם כוחה העצום של גלקסיית שביל החלב. כוח זה בא לידי ביטוי בכמה אופנים. אולי הפשוט מביניהם הוא שדה כבידה חזק, הלוכד ומושך אליו גלקסיות אחרות. כבידה זו היא תוצאה של המסה הענקית של הגלקסיה, בשיעור של כאלף מיליארדי מסות שמש, והיא שמנתבת את תנועתן של הגלקסיות הלווייניות ומכניסה אותן למסלולים הסובבים את שביל החלב.

ואולם לפתחו של כל אחד מהלוויינים אורבת סכנה אחרת, חמקמקה הרבה יותר. לאחר שגלקסיית שביל החלב לוכדת גלקסיה אחרת בשדה הכבידה שלה, היא נעה על מנת לטרוף. הדבר נעשה בדמות תופעה הנקראת "גיאות ושפל גלקטיים", התופעה האחראית לניתוצן הסופי של הגלקסיות. על פני כדור הארץ נגרמת תופעת הגיאות והשפל בשל הירח, המושך צד אחד של כדור הארץ יותר משהוא מושך את הצד האחר. למעשה, הירח מנסה, אמנם בלא הצלחה, לקרוע את כדור הארץ לשניים.

בחלל, הגלקסיות חוות אותה תופעה, אלא שבמקרה זה תוצאותיה יכולות להיות הרסניות. כאשר גלקסיה ננסית קרבה לשביל החלב, צדה הפונה כלפי מרכז הגלקסיה נתון להשפעת כוח כבידה חזק יותר. כתוצאה מכך, כוכבי הגלקסיה ניתקים זה מזה וגורמים לפירוקה.

עוצמת הגיאות והשפל הגלקטיים תלויה מאוד במרחק. גלקסיה הקרובה לשביל החלב פי שניים יותר מאשר גלקסיה אחרת, תרגיש בגיאות ובשפל חזקים פי שמונה. גלקסיות ננסיות פגיעות במיוחד כיוון שבין כה וכה כוכביהן מפוזרים בדלילות וכוח הכבידה הקושר אותם חלש. כאשר גלקסיה חסרת אונים שכזאת נמשכת כלפי שביל החלב, השפעת הגיאות והשפל הגלקטיים גוברת מאוד וגורמת לריסוקה. כוכביה ניתזים לעבר שביל החלב, ולא נודע כי באו אל קרבו.

מותה של ננסית הקשת

בננסית הקשת ניכרים כל המאפיינים של השפעת הגיאות והשפל הגלקטיים. כוכביה של גלקסיה זעירה זו פזורים כל כך עד כי כוחות הכבידה המחזיקים אותם יחדיו רפים מאוד, והם קשורים בחוזקה רבה יותר לשביל החלב מאשר זה לזה. שלא כמו יתר הגלקסיות הננסיות, שהן חלקות ואחידות למדי במבנן הפנימי, ננסית הקשת גבשושית. כוכביה מאוגדים בשני אשכולות נפרדים, האחד קרוב יותר למרכז שביל החלב בכמה אלפי שנות אור. במילים אחרות: הגלקסיה פשוט קרעה את ננסית הקשת לשניים.

עם זאת, אין להמעיט בערכה של הגלקסיה ננסית הקשת. לפני שנפלה קרבן לכוחו המהרס של שביל החלב הייתה גלקסיה זו ננסית מכובדת למדי, והשתוותה בממדיה לגלקסיה הננסית פורנקס, הגדולה שבלווייני שביל החלב, ואולי אף עלתה עליה בגודלה. פורנקס פולטת כמות אור הגדולה מהכמות שפולטות שבע הגלקסיות הננסיות גם יחד. פורנקס מתבלטת בין הלוויינים האחרים מבחינה נוספת – היא הגלקסיה הננסית היחידה שבה אפשר למצוא צבירי כוכבים כדוריים, חמישה במספר (לשם השוואה: בשביל החלב אותרו עד כה כ-150 צבירים כדוריים כאלה).

צביר כדורי טיפוסי מכיל מאות אלפי כוכבים שנמצאים בנפח שקוטרו כמאה שנות אור. חקירת צבירים אלו חשובה מאוד להבנת ההיסטוריה הרחוקה של שביל החלב, שכן הם נמנים עם העצמים העתיקים בגלקסיה, ומכילים רישומים על מבנה הגלקסיה בתקופות קדומות, כשזו אך נוצרה.

הגלקסיה ננסית הקשת העבירה לפחות ארבעה צבירים כדוריים לשביל החלב. אחד מהם (מסווג כעצם מסייר, (Messier, מסומן M54 והוא הצביר הכדורי הבהיר ביותר בכל הגלקסיה למעט אומגה-קנטאורי. הוא שוכן מעט ממערב לזיתא-סגיטרי (Zeta-Sagitarii) – הכוכב הדרומי ביותר ב"ידית הקומקום". M54 שוכן בחלק המאוכלס ביותר של ננסית הקשת. מיקומו ומהירותו מתאימים לאלו של ננסית הקשת. שלושה צבירים כדוריים אחרים, כולם עמומים הרבה יותר, ששמותיהם ארפ-2 (Arp-2), טרזן-7 (Terzan-7) וטרזן-8 (Terzan-8) שוכנים ליד הקצה המזרחי של ננסית הקשת ואף הם מתאפיינים במיקום ובמהירות המתאימים למיקום ולמהירות של הגלקסיה. סביר להניח שגם צבירים אלו הגיעו לשביל החלב מהגלקסיה ננסית הקשת.

קיומם של צבירים כדוריים בגלקסיה ננסית הקשת מלמד כי קרוב לוודאי הגלקסיה הייתה, כמו פורנקס, ננס גדול למדי. על כך מצביעה גם מידת ה"מתכתיות" של שהגלקסיה (שכיחות היסודות הכבדים ממימן ומהליום בגלקסיה), שהיא גבוהה יחסית לננסים אחרים. יסודות כבדים נוצרים מיסודות קלים יותר בליבות של כוכבים, ונפלטים אל חלל הגלקסיה כאשר הכוכבים מתים. ככל שהגלקסיה גדולה, כך גדלה ה"מתכתיות" שלה, ולכך שני טעמים עיקריים. ראשית, מספר הכוכבים הגדול יותר מביא לכך שבסך הכול נפלטים לחלל יותר יסודות כבדים. שנית, הכבידה החזקה יותר מונעת מרסיסי כוכב שסיים את חייו להתפזר, ותחת זאת שומרת אותם בתוך הגלקסיה.

"מתכתיות" היא, פשוטו כמשמעו, עניין של חיים ומוות. הסיבה לכך היא שקיום חיים מותנה בהימצאות יסודות כבדים כדוגמת פחמן או ברזל. בגלקסיות ענקיות, כמו למשל שביל החלב או אנדרומדה, יש מתכתיות גבוהה ביותר המאפשרת היווצרות של חיים. לעומת זאת, בגלקסיות הננסיות ערך המתכתיות הוא כה נמוך עד כי ספק רב אם יש בהן די חומרי גלם כדי לקיים חיים. לדוגמה, שיעור המתכתיות של הגלקסיה הזערורית. "דרקו" משתווה רק לכאחוז מן המתכתיות של מערכת השמש שלנו. אפילו לפורנקס, הלוויין הננסי הגדול ביותר, מתכתיות שהיא רק כארבעה אחוזים מזו של מערכת השמש.

כפי הנראה, שיעור המתכתיות של ננסית הקשת גבוה בהרבה משל פורנקס – בין עשרה אחוזים לשלושים אחוזים משיעור המתכתיות במערכת השמש. הדבר מעיד על כך שלפני השמדתה בידי שביל החלב הייתה ננסית הקשת גלקסיה גדולה עוד יותר מפורנקס. ואולם, אפילו היא לא יכלה לכוחות הגיאות והשפל האדירים של שביל החלב, משאך העזה להתקרב יתר על המידה. בעוד כמיליארד שנים, כל שיישאר מננסית הקשת יהיה קבוצת כוכבים בתוך הילת שביל החלב, הסובבים סביב מרכז הגלקסיה במהירות שווה.

רוצחה של גלקסיה

השמדתה של הגלקסיה ננסית הקשת תהא אולי טרגדיה לגלקסיה קטנה אחת, אבל להבנה האנושית היא ברכה, שכן היא מקדמת את הבנתנו בדבר היווצרות שביל החלב. בשנת 1962 העלו אולין אגן (Eggen), דונלד לינדן-בל (Lynden-Bell) ואלאן סנדג' (Sandage) את הרעיון ששביל החלב נוצר מענן גז ענקי שקרס במהירות עקב כבידתו העצמית, קריסה שבמהלכה נוצרו הכוכבים העתיקים ביותר בגלקסיה, אלו שנמצאים באזור העטרה. גז זה המשיך לקרוס לצורת דיסקה, ובתהליך קריסה זה נוצר הדור השני של הכוכבים, ובהם גם השמש שלנו. על פי אגן, לינדן-בל וסנדג' הקריסה הראשונה הייתה כה זריזה עד שכל הכוכבים שנוצרו במהלכה הם בני אותו גיל בקירוב.

קריאת התיגר הרצינית הראשונה על תאוריה זו הושמעה ב-1978, כאשר לאונרד סירל (Searle) ורוברט זין (Zinn) טענו שראשיתה של הגלקסיה הייתה כאוטית הרבה יותר. הם גרסו שרוב הכוכבים בעטרה הגיעו מגלקסיות חיצוניות שנלכדו בידי שביל החלב. במרוצת השנים שחלפו מצאו המדענים הסברים סותרים – מקצתם תומכים באגן, לינדן-בל וסנדג' ומקצתם תומכים בסירל ובזין. כיום אסטרונומים רבים מאמינים כי שתי התאוריות נכונות באופן חלקי, וכי כדי להבין את הדרך שבה נוצרה הגלקסיה יש צורך בשתיהן.

הגלקסיה ננסית הקשת מאששת את התרחיש של סירל וצין. ייתכן מאוד שבמרוצת 15 מיליארד השנים שבהן חיה גלקסיית שביל החלב, היא בלעה גלקסיות רבות דוגמת ננסית הקשת, והן סיפקו לה רבים מן הכוכבים שהיום משויכים אליה. לפי גישה זו, אותן גלקסיות שכיום מקיפות את שביל החלב הן הניצולות היחידות שעדיין לא נבלעו. באופן מטפורי, הן שקולות לאסטרואידים ולכוכבי השביט של מערכת השמש, הואיל ועצמים אלו שרדו ולא הפכו לכוכבי לכת בשעת היווצרות מערכת השמש שלנו, לפני כ-4.6 מיליארד שנים.

פרידה לשלום מהגלקסיות

ומה בעתיד? לננסית הקשת קשה למצוא פתח כלשהו לתקווה. אפילו היום צריך מידה מסוימת של רוחב לב על מנת לכנותה גלקסיה, שכן כוכביה אינם קשורים עוד זה לזה בכוחות כבידה. בעוד מיליארד שנים כבר יפוצו כוכביה כל כך עד שיאבדו את מידת האחידות המעטה שעדיין יש להם היום: הדמיון במהירותם ובמידת המתכתיות שלהם, המעידים על עברם המשותף. בעטרת שביל החלב האסטרונומים מבחינים בקבוצות כוכבים נוספות הנראות כנעות במהירות דומה ולהן מתכתיות דומה. ייתכן שאלו שרידי גלקסיות שהתנפצו בעבר הרחוק אל חופה הסוער של גלקסיות שביל החלב.

גלקסיית שביל החלב עוד תמשיך ותחסל גלקסיות נוספות. בהירים וגדולים ככל שיהיו, לענני מגלן צפוי עתיד זהה לזה של ננסית הקשת. יתר על כן, הואיל והן גלקסיות כה מסיביות הן עומדות בפני סכנה נוספת, המכונה בשם חיכוך דינמי. את הדיסקה הבוהקת של שביל החלב עוטפת הילה עצומה של חומר אפל, ובה מרוכזת רוב המסה של הגלקסיה. ממדיה של הילה זו אינם ידועים לאשורם, אך קרוב לוודאי שהן ננסית הקשת והן ענני מגלן מצויים בתוכה. כאשר גלקסיה לוויינית מפלסת דרך בתוך החומר האפל, היא מאטה בשל כוחות הכבידה הפועלים עליה. הדבר משול לאישיות מפורסמת המנסה לפלס דרכה בין המון מעריציה. תהליך זה מפחית מהאנרגיה המסלולית של הגלקסיה הלוויינית וגורם לה ליפול קרוב יותר ויותר למרכז שביל החלב. על אף שבאופן עקרוני גלקסיה לוויינית כזאת יכולה לברוח הרחק משביל החלב, העובדה שמהירותה מואטת בהדרגה עושה בריחה שכזאת לכמעט בלתי אפשרית. הילת החומר האפל משולה לקורי עכביש גלקטיים הלוכדים גלקסיות תועות כדוגמת ענני מגלן.

עוצמת החיכוך הדינמי עולה ככל שהגלקסיה הלוויינית מסיבית יותר. בשביל ננסית הקשת היה החיכוך קטן למדי, אך הוא גדול בהרבה בשביל ענני מגלן. בנוען דרך הילת החומר האפל של הגלקסיה, גלקסיות אלו נגררות בעל כורחן פנימה. ככל שהן תתקרבנה, תגדל ההשפעה של כוחות הגיאות והשפל הגלקטיים עד שלבסוף היא תקרע אותן לגזרים. עד היום גלקסיית שביל החלב הספיקה לקרוע מהגלקסיות הלווייניות שלה זנב ארוך מאוד של גז, המשתרע לאורך של כ-300,000 שנות אור בתוך הילת החומר האפל.

כאשר יבלע שביל החלב את ענני מגלן, בעוד כמה מיליארדי שנים, יהיה מותם מרהיב הרבה יותר ממותה של ננסית הקשת. לא זו בלבד שגלקסיות מגלן גדולות ממנה, הן גם מכילות ענני גז ואבק. כאשר ייפגשו עננים אלו בעננים דומים להם בשביל החלב, הם יחלו בתהליך שיביא להולדת מספר עצום של כוכבים, והם יגרמו לגלקסיה שלנו לזהור באור יקרות שלא נראה כמותו מעולם. לאחר שידעכו הזיקוקים, כמה מהגלקסיות הלווייניות הקרובות יותר, כגון דרקו, יישאבו פנימה, וייתכן אף ששביל החלב יתחיל ללכוד גלקסיות חדשות, שכעת משוטטות להן חופשיות במרחב הבין-גלקטי.

כל ההתרחשויות הללו מעידות על עוצמתה המדהימה של הגלקסיה שלנו. היא בהירה, גדולה ועצומה יותר מרוב הגלקסיות האחרות, וקרוב לוודאי שהיא בלעה במהלך חייה הארוכים עשרות רבות, אם לא מאות, של גלקסיות אחרות. גלקסיית שביל החלב כה גדולה עד כי המוני כוכביה, מהם מקוריים שלה ומהם כוכבים שנלכדו, יצרו שפע רב של יסודות הנחוצים להיווצרות חיים. אלים ככל שזה נשמע, הקניבליזם של שביל החלב הוא זה שאיפשר, כפי הנראה, את היווצרות היצורים החיים, שרק בימים אלו מתחילים להבין את ההיסטוריה האלימה שלו.