יום שלישי, 21 באפריל 2015

יום האסטרונומיה הישראלי 1 - תאוריות להווצרות הירח

לפני פסח השתתפתי ביום האסטרונומיה הישראלי, שהתקיים במכון וייצמן. מדובר בכנס יומי שקורה זו הפעם השנייה, ושמתכנסים בו אנשים מתחומי האסטרופיזיקה והאסטרונומיה השונים בארץ. היו שם כמה הרצאות מעניינות מאוד, ואנסה לסכם את חלקן כאן. היות ומדובר בכמה הרצאות, אעשה את זה לאורך כמה רשומות.

רלוקה רופו / היפותזת פגיעות מרובות ליצירת הירח


רלוקה, שאני לא בטוח מאיפה מגיע שמה, דיברה על הבעיות התאורטיות ביצירת הירח שלנו, וסיכמה בקצרה את התיאוריות הנוכחיות בתחום, והציגה את התאוריה שהיא ושותפיה מנסים לקדם. לצערי זה תחום שההיכרות שלי איתו היא די מועטה, ולכן סיכמתי בצורה בסיסית ביותר. מאוד בקצרה, ישנה בעיה להסביר את היווצרות הירח שלנו. יש מספר דברים שאנחנו יודעים עליו, כמו ההרכב והגודל שלו, שחייבים להיות מוסברים על ידי תאוריה שמסבירה את היווצרותו, וזה לא דבר פשוט כל כך. יש מספר תאוריות שעלו בעבר, אך לכל אחת בעיות משלה:
  • תפיסה של גוף חיצוני - כלומר שאסטרואיד ענק כלשהו הגיע ונלכד בכוח המשיכה של כדה"א, והפך להיות הירח שלנו. יש מספר בעיות עם הרעיון הזה, כמו למשל שגופים בגודל הירח לא נוטים לנוע יותר מדי ברחבי מערכת השמש, וגם אלו שכן לא מאוד סביר שיהיה להם מסלול שיאפשר להם להתפס על ידי כדה"א (הפרש המסות לא גדול, ולכן המסלול יצטרך להיות מאוד קרוב); בעיה נוספת היא שהרכב הירח די דומה להרבה השכבות החיצוניות של כדה"א, והרכב האסטרואידים שהצלחנו לנתח עד היום היה די שונה.
  • הווצרות מקבילה - כלומר שהירח וכדה"א נוצרו בזמן דומה מאותה שכבת חומר בדסקה שהפכה להיות מערכת השמש. זה יסביר את ההרכב הדומה, אבל יש לתאוריה הזו בעיות אחרות.
  • התפרקות מסיבוב מהיר - הרעיון מאחורי התיאוריה הזו הוא שכאשר כדה"א היה עדיין צעיר ועוד לא התקרר והתמצק, הוא הסתובב מהר מאוד, כל כך מהר שחלק ממנו ניתק והפל להיות הירח. גם התאוריה הזו מסבירה את ההרכב של הירח, אך יש לה בעיות אחרות, בעיקר בנסיון להסביר מה גרם לכדה"א להסתובב כל כך מהר.
תמונת אמן לפגיעת תאה בכדור הארץ.

התאוריה השלטת כרגע היא שבשלב יחסית מאוחר של ההתפתחות שלו, כדה"א ספג פגיעה מגוף בסדר גודל של מאדים (שמכונה תאה (Theia), על שם אמה של סלנה, אלת הירח במיתולוגיה היוונית), והחומר שעף מהפגיעה הזו הסתובב סביב כדה"א ולאט לאט קרס אל מה שאנחנו מכירים כירח. זו התיאוריה הטובה ביותר שיש לנו כיום והיא מסבירה דברים רבים שאנחנו יודעים על הירח, אבל גם היא לא חפה מבעיות, כמו למשל העובדה שגופים בגודל של מאדים הם נדירים מאוד, ולכן ההסתברות שהיה קיים אחד כזה (בנוסף למאדים), ושהוא פגע בכדה"א, היא לא גדולה. על שום כך, רלוקה ושותפיה הציעו את התאוריה שהחומר שממנו נוצר הירח לא הועף בפגיעה אחת של גוף מאוד גדול, אלא במספר פגיעות של גופים קטנים יותר. היא הציגה סימולציות שהם ביצעו ושמראות שהתאוריה הזו יכולה להסביר בצורה טובה דברים מסויימים בהקשר של הירח. היות וזה לא תחום שאני בקיא בו, אין לי מושג עד כמה התיאוריה סבירה, אבל נשמע שהיא לא רעה, ויהיה מעניין לעקוב ולראות כיצד מחקרים נוספים יאששו או יפריכו אותה.

יום שבת, 11 באפריל 2015

נאס"א בהכרזה מרעישה

לפני כמה ימים התקיים פאנל של נאס"א בוושינגטון DC. בפאנל השתתפו חמישה מדענים בכירים בנאס"א, ביניהם ד"ר ג'ים גרין, מנהל תחום המדעים הפאנטריים בנאס"א; ד"ר פול הרץ, מנהל תחום האסטרופיזיקה; וד"ר אלן סטופן, המדענית הראשית של נאס"א. הפאנל התנהל במשך קרוב לשעה, שבה הם הציגו מכיוונים שונים את מה שאנחנו יודעים לגבי מים ביקום, ובעיקר על גופים שסובבים את השמש שלנו וכוכבים אחרים. בפאנל נאמרו כמה דברים מאוד מעניינים, ולמדתי ממנו כמה דברים חדשים:

פאנל המדענים של נאס"א
כבר זמן רב מדובר על כך שעל הירח אירופה של צדק יש כמות מים נוזליים אדירה, שכלואה תחת מעטה קרח עבה. הקרבה של הירח לצדק גורמת לכך שכוחות הגיאות מניעים את המים על פני אירופה ומונעים מהם לקפוא. בפאנל הסתבר לי שגם לירח גנימד, שהוא הירח הגדול ביותר של צדק, יש שכבת קרח על פני השטח הסלעיים שלו, ושבעת האחרונה התברר שככל הנראה יש גם שכבת מים נוזליים מתחת לפני הקרקע. אני לא בטוח שהבנתי נכון, אבל כנראה שמה שמשאיר אותם נוזליים זו האינטראקציה של השדה המגנטי של גנימד (שהוא הירח היחיד בעל שדה מגנטי במערכת השמש) עם השדה המגנטי של צדק. עובדה חדשה שלמדתי היא שלמאדים היה שדה מגנטי בעבר והוא איבד אותו, מה שגורם לכך שאף על פי שמאדים נמצא בתוך התחום הישיב כפי שמרבית המדענים מגדירים אותו (כלומר, נמצא במרחק מתאים מהשמש כך שהטמפרטורה עליו בעיקרון תוכל לאפשר מים נוזליים), הוא אינו מכיל מים נוזליים. שתי העובדות הללו מעידות על כך שאין הגדרה ברורה לתחום הישיב, היות ויש הרבה אלמנטים שונים שמשפיעים על המצאות מים נוזלים על גוף סלעי, ושהחיפוש אחר גופים כאלו נעשה מצד אחד מסובך יותר, אך מצד שני גם נוספו לנו תחומי חיפוש. כפי שאמר ד"ר ג'ים גרין - "אי אפשר לכתוב נוסחה בשביל התחום הישיב, אבל תכיר את זה כשתראה את זה".

ארבעת ירחיו של צדק
גם בהקשר של חיפוש גופים עם מים נוזליים מחוץ למערכת השמש היו מספר עובדות מעניינות:
  • ב2017 תשוגר משימת TESS, שמטרתה לחפש פלנטות סביב הכוכבים הקרובים אלינו ביותר. הקרבה אמורה לאפשר לה לגלות הרבה יותר פלנטות כאלו, ולגלות על הפלנטות האו יותר פרטים בדיוק רב יותר.
  • אנחנו מסוגלים כבר היום לזהות את ההרכב של האטמוספירה החיצונית של ענקי גז שקרובים לכוכבים שלהם (במידה והם מבצעים מעבר על פני הכוכב) על ידי ניתוח האור שעובר דרכה בדרך אלינו. טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שישוגר ב2018, אמור להיות מסוגל לזהות את ההרכב של פלנטות קטנות בהרבה וצפופות בהרבה, כמו פלנטות עם מעטפת מים בגודל של כמה פעמים כדה"א.
  • לקראת טלסקופ החלל WFIRST, שהוא פרוייקט הדגל הבא של נאס"א לאחר ג'יימס ווב ושאמור להיות משוגר מתישהו באמצע-סוף שנות העשרים, חושבים על רעיונות כדי לאפשר לו לצפות ישירות בפלנטות, ולא רק בצורה עקיפה כמו עד היום.
  • יתכן וטלסקופי רדיו יוכלו לשמש לחיפוש פלנטות סלעיות בעלות שדה מגנטי.
 היו עוד מספר אמירות מעניינות, שחלקן נאמרו בחצי משפט, ועל כן יתכן שהוצאו מהקשרן:
  • נאס"א עובדת על יצירת "בועות" של שדה מגנטי בשביל להגן על חלליות.
  • ב2018 מתוכננת להיות משוגרת משימת Solar Probe Plus, שתעבור ממש קרוב לשמש - במרחק של 8.5 רדיוסי שמש ממנה!
  • אחד המדענים אמר כבדרך אגב שבתוך כמה שנים נבקר בכוכבים הקרובים אלינו. זה נראה מופרך מאוד, ועל כן יתכן שהוא התכוון למשהו מאוד שונה, כמו שנוכל לצפות בהם בצורה טובה בהרבה ולגלות את הפלנטות שסובבות אותם.
הדמייה של Solar Probe Plus

אבל הסיבה העיקרית שבגללה החלטתי לכתוב על הפאנל הזה היא לא הידיעות המדעיות שלמדתי בו, אלא הצורה בה דיברו המדענים על שאלת החיים מחוץ לכדה"א. כמעט כל אחד מהם הזכיר בשלב כזה או אחר את השאלה "האם אנחנו לבד?" שנשאלת כבר זמן רב, ובעוד שהם לא נתנו תשובה חד משמעית או טענו שיש בידינו הוכחות לכאן או לכאן, הם כן דיברו באופן עיקבי על חיפוש, ולאחר מכן גם על מציאת, חיים מחוץ לכדה"א בעתיד הקרוב. הם היו מאוד זהירים בהקשר של חיים תבוניים ואמרו שהם בפירוש מדברים על חיים מיקרוסקופיים, ומדען אחד אף רמז שכרגע אין כדאיות בחיפוש סימנים בתחום הרדיו מתרבויות חייזריות; אבל בו זמנית הם דיברו בצורה מאוד מפורשת על כך שהם מקווים למצוא חיים מיקרוסקופיים, ואף נאמר שחלק גדול מהדחיפה שניתנה לתכנית המאדים של נאס"א נועד כדי להביא אנשים לשם, כיוון שלהם יש יכולת טובה בהרבה למצוא חיים. נאמר גם שהמטרה היא להשוות את החיים שימצאו לאלו שאנו מכירים על כדה"א, ושהדיון הוא בחיים שדומים לאלו שאנו מכירים, מכיוון שהסביבות דומות. השיא, לדעתי, היה בסוף הארוע, כשכל מדען דיבר על מה הוא מקווה שיקרה בעתיד הקרוב, והמדענית הראשית אמרה במפורש שהיא חושבת שיהיו לנו אינדיקציות חזקות לחיים תוך עשור וראיות ברורות תוך עשרים שנה, שזו לטעמי הכרזה מדהימה מפי מדענית בכירה, ולא פחות מדהים זה שההכרזה הזו לא גרמה לאף אחד מהמדענים בפאנל או בקהל (שם ישבו, בין השאר, מנהל פרוייקט האבל ומנהלת תחום האסטרוביולוגיה בנאס"א) להרים גבה. ההכרזה הזו כן תפסה כותרות, והגיעה להרבה מאוד כלי תקשורת, והכותרות מאוד הפתיעו אותי כשהפנה אותי אליהן חבר.
הסיבה שכל הדברים האלה גורמים לי כל כך להתרגש, היא שמדובר כאן בהכרזה שאינה משתמעת לשתי פנים שבנאס"א (ועל פי הסיטואציה ותגובת המעורבים, זו התחושה בנאס"א כגוף, ולא רק תחושות פרטיות) מאמינים שישנם חיים מחוץ לכדה"א. זה דבר לא טריוויאלי בכלל, היות שאנחנו עדיין לא יודעים כיצד נוצרו החיים על פני כדה"א. זה נכון שאם נמצא סביבות דומות לשלנו יש סיכוי טוב לכך שבמידה ויש שם חיים הם יהיו דומים לאלו שאנו מכירים, אבל אין לנו את היכולת להגיד עד כמה סביר למצוא שם חיים. זה נתון שחסר בבסיס כל דיון על הווצרות חיים, ועל כן מאוד מפתיע אותי לשמוע את המדענים הבכירים בנאס"א מצהירים בצורה כל כך ברורה שהם מצפים למצוא חיים כאלו בעוד לא הרבה זמן. זה גורם לי לתהות מה הם יודעים שאנחנו לא, וללא ספק אהיה מאוד סקרן לשמוע את ההתפתחויות בתחום.