ידענים: חיפוש חיים בחלל | חלל ואסטרונומיה | טבעות וירחי שבתאי | ירחי צדק

מאת 14 באפריל 2017 אין תגובות

שתי תגליות חדשות, שנאס"א חשפה אתמול במסיבת עיתונאים מיוחדת, מחזקות את האפשרות שהאוקיינוסים המסתוריים, המסתתרים מתחת למעבה הקרח של ירחי צדק ושבתאי, עשויים להיות מתאימים לקיום של חיים חוצניים. 

הדמייה של החללית קאסיני חולפת דרך סילוני המים של הירח אנסלדוס. היעף הקרוב שביצעה דרך הסילונים ב-2015 אפשר לה לזהות מימן מולקולרי בסילוני המים ולחזק את האפשרות שהסביבה באוקיינוס התת-קרחי שממנו נובעים הסילונים תומך בקיום חיים. מקור: NASA/JPL-Caltech.

הדמייה של החללית קאסיני חולפת דרך סילוני המים של הירח אנסלדוס. היעף הקרוב שביצעה דרך הסילונים ב-2015 אפשר לה לזהות מימן מולקולרי בסילוני המים ולחזק את האפשרות שהסביבה באוקיינוס התת-קרחי שממנו נובעים הסילונים תומך בקיום חיים. מקור: NASA/JPL-Caltech.

התגלית המרכזית שנאס"א חשפה נעשתה על ידי החללית קאסיני, במסגרתה זוהה לראשונה מימן מולקולרי בסילוני המים הפורצים לחלל מהאוקיינוס התת-קרחי של אנסלדוס, אחד מירחי שבתאי. המימן עשוי לשמש כמקור מזון עבור בקטריות בנביעות של מים חמים בקרקעית האוקיינוס, בדומה לתופעה המתקיימת בכדור הארץ. במקביל, נחשף כי טלסקופ החלל האבל הצליח לצפות שוב בסילוני מים שפורצים מאירופה, ירח של צדק, שגם בו מעריכים החוקרים כי קיים אוקיינוס תת-קרחי.

"האוקיינוס של אנסלדוס הוא כמו חנות ממתקים לבקטריות"

סוכנות החלל האמריקאית חשפה כי החללית קאסיני גילתה מולקולות מימן (H2) בסילוני המים שפורצים מסדקים בירח, ומקורם באוקיינוס התת-קרחי שלו. המימן, שהחוקרים מעריכים כי נוצר בנביעות הידרותרמיות של מים חמים בקרקעית האקיינוס, עשוי להיות מקור מזון חשוב עבור יצורים חיים, שייתכן, בדומה לבקטריות מתאנוגניות בכדור הארץ, ניזונות ממימן ופחמן דו-חמצני (ויוצרות מתאן כתוצר לוואי).

קאסיני חשפה עד כה תגליות רבות מהמערכת המרתקת של ירחים וטבעות סביב ענק הגזים שבתאי, ואחת המרכזיות שבהן היא האוקיינוס התת-קרחי של הירח אנסלדוס. זו הייתה אחת התגליות הראשונות של החללית, שנה בלבד לאחר שנכנסה למסלול סביב שבתאי ב-2004. אנסלדוס הוא ירח קטן ביותר, עם קוטר של 500 ק"מ בלבד, והחוקרים לא ציפו שיהיה פעיל מבחינה גאולוגית, אך צילומי הגשושית הראו שבקוטבו הדרומי קיימים סדקים חמים שמהם פורצים סילוני מים. החוקרים מעריכים שהסילונים נובעים מאוקיינוס גלובלי מתחת לשכבת קרח החיצונית, וכי קיומו מתאפשר הודות לכוחות הגאות שיוצר צדק על הירח, הגורמים לחיכוך וחום במעמקי הירח.

סילוני המים אפשרו לחללית לדגום באופן ישיר את הרכב האוקיינוס המסתורי. למרות שמכשור החללית לא נבנה במקור למשימה שכזו, קאסיני יכלה להשתמש בספקטרומטר המסה שלה (INMS), כדי לקבוע שהסילונים מורכבים מ-98% מים, ושיירים של פחמן דו-חמצני, מתאן ואמוניה.

תרשים המציג כיצד החוקרים מעריכים כי מי האוקיינוס התת-קרחי של אנסלדוס מקיימים איטרקציה עם הקרקעית הסלעית במעמקי הירח. מקור: NASA/JPL-Caltech.

תרשים המציג כיצד החוקרים מעריכים כי מי האוקיינוס התת-קרחי של אנסלדוס מקיימים אינטרקציה עם הקרקעית הסלעית במעמקי הירח. מקור: NASA/JPL-Caltech. להגדלה.

המחקר החדש, שהתפרסם בכתב העת Science, מתבסס על נתוני ספקטרומטר המסה במהלך היעף הקרוב ביותר של החללית סביב הירח ב-28 באוקטובר 2015, בו היא הגיעה למרחק של 48 ק"מ בלבד מפני השטח שלו, חלפה ממש בתוך סילוני המים ודגמה אותם ישירות. היעף הנועז אפשר לחללית לזהות את המימן המולקולרי (H2) בסילונים, ולקבוע שהוא מהווה בין 0.4 ל-1.4 אחוז מהרכבם.

החוקרים מעריכים כי ההסבר התקבל ביותר על הדעת הוא שהמימן שהתגלה נוצר בנביעות הידרותרמיות בקרקעית האוקיינוס של אנסלדוס – מים המתחממים בתוך הגלעין הסלעי של הירח ופורצים כגייזרים תת-ימיים. בכדור הארץ, האנרגיה והריאקציות הכימיות בנביעות הידרותרמיות בקרקעית האוקיינוסים מהוות תחליף לאור השמש, ומאפשרות קיום של מערכות אקולוגיות נרחבות במעמקים. ישנם חוקרים שאף מעלים את האפשרות כי נביעות הידרותרמיות היו המקור הראשוני לחיים בכדור הארץ.

גילוי המימן לא רק מחזק את ההשערה כי נביעות הידרותרמיות אכן קיימות בקרקעית האוקיינוס של אנסלדוס, אלא הוא מצביע על קיומו של מקור מזון עבור יצורים חיים בירח, אם אלו בכלל קיימים שם. בכדור הארץ, בקטריות בנביעות הידרותרמיות ניזונות ממימן ופחמן דו-חמצני, בתהליך המכונה מתאנוגנזה (methanogenesis), שבו נוצר מתאן כתוצר לוואי.

לדברי חוקרי נאס"א, התגלית מחזקת את האפשרות לקיום סביבה תומכת חיים בירח, אם כי הם הדגישו שהחללית קאסיני לא מסוגלת לזהות חיים באופן ישיר והמחקר לא מעיד על עדות ישירה או עקיפה לקיום של חיים חוצניים בירח.

הירח אנסלדוס של שבתאי. בתחתית התמונה נראה הקוטב הדרומי שלו ובו רצועות הנמר שמהן יוצאים סילוני המים, הנובעים מאוקיינוס של מים נוזליים המתחבא מתחת לשכבת קרח חיצונית. מחקר החדש מצביע על כך ששכבת הקרח הזו דקה הרבה יותר משחשבו עד כה באזור הקוטב הדרומי, דבר שיכול לסייע רבות במשימת מחקר עתידית לירח. מקור: NASA/JPL/Space Science Institute.

הירח אנסלדוס של שבתאי. בתחתית התמונה נראה הקוטב הדרומי שלו ובו "פסי הטיגריס" – סדקים חמים (יחסית לסביבתם) שמהם פורצים סילוני המים של הירח, הנובעים מאוקיינוס של מים נוזליים המתחבא מתחת לשכבת קרח חיצונית. מקור: NASA/JPL/Space Science Institute.

"למרות שלא גילינו חיים, מצאנו שישנו מקור מזון עבורם. זה כמו חנות ממתקים לבקטריות", אמר האנטר וייט, הכותב הראשי של המחקר.

לפי נאס"א, אפשר להעריך את רמת התמיכה של סביבה כלשהי לקיום חיים (כפי שאנו מכירים אותם בכדור הארץ) לפי שלוש קטגוריות – מים נוזליים, מקור אנרגיה שמאפשר מטבוליזם והרכב כימי מתאים. המימן שהתגלה יכול כאמור לשמש מקור אנרגיה חשוב ליצורים חיים. התגלית החדשה מוסיפה את המימן לרשימת הרכיבים הכימיים החיוניים לחיים שהתגלו באופן וודאי באנסלדוס, יחד עם פחמן, חנקן וחמצן. זרחן וגופרית, החיוניים גם הם לחיים, לא התגלו ישירות, אך החוקרים מעריכים כי הם קיימים בגלעין הסלעי של הירח.

שוב נצפו סילוני מים בירח אירופה של צדק

במקביל לתגלית המימן באנסלדוס, נאס"א חשפה כי טלסקופ החלל האבל הצליח לצפות שוב בסילוני מים שפורצים מהירח אירופה של שבתאי,  שגם בו מעריכים חוקרים כי קיים אוקיינוס תת-קרחי. התצפית דווחה במאמר בכתב העת The Astrophysical Journal Letters.

בניגוד לירח אנסלוס של שבתאי, שסילוני המים שלו פורצים באופן קבוע ונראים בברור בתצפיות הקרובות של קאסיני, קיום סילוני המים המשוערים של אירופה עדיין אינו וודאי.

התצפית המשוערת החדשה מ-2016 של סילון מים בירח אירופה (ימין). משמאל מתוארת תצפית דומה מ-2014 של סילון משוער מאותו אזור בירח. מקור: NASA/ESA/STScI/USGS.

התצפית המשוערת החדשה מ-2016 של סילון מים בירח אירופה (ימין). משמאל מתוארת תצפית דומה מ-2014 של סילון משוער מאותו אזור בירח. מקור: NASA/ESA/STScI/USGS.

החללית גלילאו, שחקרה את צדק וירחיו בין 1995 עד 2003 גילתה את האוקיינוס התת-קרחי של אירופה, אך עשתה זאת באופן לא ישיר באמצעות נתוני המגנטומטר שלה. החללית לא זיהתה סילוני מים בירח – אך היא כלל לא תוכננה לחפש אחרי תופעות כאלו, מה גם שהמכשור המדעי שלה היה מיושן למדי והתבסס על טכנולוגיה משנות ה-70.

לאחר שקאסיני גילתה סילוני מים באנסלדוס, חוקרי נאס"א ביקשו לדעת אם התופעה קיימת גם באירופה. החוקרים השתמשו ביכולת התצפית בתחום האולטרה-סגול של טלסקופ החלל האבל כדי לנסות לזהות את סילוני המים.

התצפיות הניבו עד כה מספר צילומים שבהם נראים תוואים שעשויים להיות סילוני מים המבוקשים, אם כי החוקרים עדיין לא בטוחים בכך לחלוטין, מכיוון שהתצפיות מתחו עד לקצה הגבול את יכולות טלסקופ החלל.

התצפית החדשה נעשתה ב-2016, וחשיבותה נובעת מהעובדה שסילון המים המשוער שהאבל צפה בו, פורץ בדיוק באותו אזור בירח שבו זוהה סילון דומה ב-2014. אזור זה בירח נצפה בעבר מקרוב על ידי החללית גלילאו, וזו גילתה כי הוא חם יותר מסביבתו. בנוסף, שתי התצפיות נעשו מזווית שונות על ידי האבל, ולכן החוקרים יכלו לשלול את האפשרות שהמקור לתצפית נובע מבעיה כלשהי בטלסקופ. כל אלו יחד מחזקים מאד את השערת החוקרים שאכן מדובר בסילון מים הפורץ מבעד לשכבת הקרח החיצונית של הירח.

משמאל - צילום של החללית גלילאו המראה את האזור באירופה שבו נצפו סילוני המים המשוערים. מימין - מפת טמפרטורה שסיפקה גלילאו מאותו אזור, ובה ניתן לראות כי מקור הסילונים חם יותר מסביבתו. מקור: NASA/ESA/STScI/USGS.

משמאל – צילום של החללית גלילאו המראה את האזור באירופה שבו נצפו סילוני המים המשוערים. מימין – מפה תרמית שסיפקה גלילאו מאותו אזור, ובה ניתן לראות כי מקור הסילונים חם יותר מסביבתו. מקור: NASA/ESA/STScI/USGS.

שתי התגליות החדשות אמנם לא מאפשרות לקבוע אם באמת קיימים חיים באותם עולמות מרוחקים, אך הן מחזקות את האפשרות שסביבתם יכולה להתאים לקיום חיים. נאס"א מפתחת בימים אלו את החללית "קליפר" לחקר הירח אירופה, שתשוגר במחצית הראשונה של העשור הבא. אם אכן קיימים באירופה סילוני מים, הם יאפשרו לחללית לדגום ישירות את הרכב האוקיינוס התת-קרחי שלו. תגלית המימן באנסלדוס מחזקת את האפשרות לסביבה תומכת חיים בירח ותקדם את האפשרות למשימת המשך אפשרית לקאסיני, שתסיים את חייה השנה בצלילה אל תוך האטמוספירה של צדק. משימה כזו עשויה להיבחר במסגרת התחרות למשימה הבאה בתוכנית "הגבולות החדשים" של נאס"א, שנפתחת השנה. המנצחת בתחרות תיבחר ב-2019 ותשוגר ככל הנראה בשנת 2025.

להודעה של נאס"א

ראו עוד בנושא באתר הידען:

הוספת תגובה

  • (will not be published)