מלכי מערכת השמש – צדק

באדיבות האגודה הישראלית לאסטרונומיה

מורן נחשוני

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/jupiterprofile1.html

צדק ושבתאי הם כוכבי הלכת הגדולים ביותר במערכת השמש, יותר מפי 10 בקוטרם מכדור הארץ. הם שייכים למשפחת הענקים הגזיים. בחודשים הקרובים הם יפארו את שמי הערב בזוהרם. זה בדיוק הזמן ללמוד קצת יותר על כוכבי הלכת הענקיים לפני שמכוונים אליהם את הטלסקופים לתצפית מענגת.
צדק

בהיותו העצם הרביעי בבהירותו בשמים (אחרי השמש, הירח ונוגה), תמיד סיקרן צדק את אנשי המדע. גילויה של מערכת הירחים שלו, איו, אירופה גנימד וקאליסטו, בשנת 1610 ע”י גלילאו גליליי, הייתה התגלית הראשונה של מערכת תנועה שמרכזה אינו בכדור הארץ. היה זה אחד מעמודי התווך בתאוריה ההליוצנטרית של קופרניקוס, ותמיכתו של גלילאו בה גרמה לו לבעיות קשות עם האינקוויזיציה.

צדק הוא ענק גזי, כלומר עשוי כולו מגזים הנדחסים ככל שמעמיקים לתוכו, ואין בו אדמה מוצקה לנחות עליה. הדמות שנראית בטלסקופים מורכבת מעננים בגובה של קצת מעל לחץ של אטמוספירה אחת. הוא מורכב מ-90% מימן ו-10% הליום, עם מעט מאוד מתאן, מים, אמוניה וסיליקטים, הרכב שדומה מאוד לזה של מערכת השמש הקדומה.

מבנה
לצדק ישנו כנראה גרעין סלעי בעל מסה של פי 10-15 ממסת כדור הארץ. מעל הגרעין נמצאת שכבת המימן הנוזלי-מתכתי. חומר זה מורכב בעצם מפרוטונים ואלקטרונים חופשיים, בדומה לגרעין השמש, אך בטמפרטורות נמוכות בהרבה. דבר זה מתרחש הודות ללחץ אדיר של 4 מיליון אטמוספירות. בטמפ' ובלחצים של צדק המימן נוזלי ולא גזי, מוליך חשמלי, והוא הגורם לשדה המגנטי האדיר של צדק. השכבה החיצונית מכילה מימן מולקולרי והליום, בנוסף לחומרים נוספים הנמצאים בכמויות קטנות מאוד.
מאמינים כי לצדק שלוש שכבות של עננים – קרח אמוניה,

אמוניה הידרו-סולפידית, ותערובת של קרח ומים. בשנת 1995 הגיעה אל צדק החללית גלילאו ואיתה גשושית שחדרה עמוק ככל שניתן אל תוך צדק בכדי לגלות את סודותיו החבויים. שני מכשירים שהיו על גבי הגשושית הראו עקבות קלושות מאוד לשתי השכבות העליונות יותר, אך כנראה אזור החדירה היה יוצא דופן – חם ומחוסר עננים יחסית.
מידע מהגשושית גם הראה שאין בצדק כמות מים כפי שחזו התיאוריות. הציפיות היו לכמות חמצן גבוהה פי שתיים מהשמש (ביחד עם מימן הוא יוצר מים). ממצאים מפתיעים נוספים הם הטמפ' והצפיפות הגבוהות באטמוספירה העליונה.

עננים
בצדק ובשאר הענקים הגזיים נושבות רוחות במהירויות גבוהות מאוד לכל אורכו של הכדור. שינויים קטנים בכימיה ובטמפרטורה בין החגורות גורמים להבדלים בצבע ביניהן. בעוד שקיום החגורות היה ידוע כבר שנים רבות, המערבולות באזורים שבין החגורות נתגלו רק עם הגיע חלליות אל צדק. המידע מהגשושית של גלילאו הראה שמהירות הרוחות שם גבוהה מהצפוי – מעל 600 קמ”ש, ונמשכות עד לעומק בו הגשושית המשיכה לשדר נתונים ואולי אף יותר. נמצא כי האטמוספירה של צדק טורבולנטית מאוד, דבר המצביע על כך שהתהליכים האטמוספריים מונעים ע”י החום הפנימי של צדק יותר מאשר מקרינת השמש.
צבעי העננים כנראה נגרמים בעקבות תגובות כימיות של היסוד גופרית, אך זה רק בגדר השערה כרגע. צבעי העננים מעידים על גובהם – הכחולים הם הנמוכים ביותר, אחריהם החומים והלבנים, כאשר האדומים הם הגבוהים ביותר.

סופות
העין האדומה של צדק נצפית כבר יותר מ-300 שנה. מייחסים את גילויה לקאסיני או לרוברט הוק במאה ה-17. צורתה סגלגלה, וממדיה 12,000 על 25,000 ק”מ (!) , מספיק בכדי להכיל שני כדורי ארץ. מתצפיות באינפרה-אדום מתברר כי העין האדומה היא אזור לחץ גבוה שראשי ענניו גבוהים בצורה משמעותית מהסביבה. מבנים דומים נצפו בשבתאי ובנפטון, אך עדיין לא ברור איך מתקיימים מבנים ענקיים אלו במשך זמן רב כל כך.

מאזן אנרגיה
צדק פולט לחלל יותר אנרגיה ממה שהוא מקבל מהשמש. גרעינו של צדק חם מאוד – כנראה 20,000 מעלות קלוין. בשונה מהשמש, בה החום מופק ע”י תגובות תרמו-גרעיניות של מיזוג גרעיני אטומים, החום מופק בצדק ע”י אפקט קלווין-הלמהולץ – דחיסה כבידתית איטית של הפלנטה. החום הפנימי גורם כנראה לאזורי הסעה נרחבים בשכבות שמעל הגרעין, וכתוצאה מכך זרימות מורכבות של עננים באטמוספירה העליונה. דבר זה נצפה גם בשבתאי ונפטון, אך באופן מוזר, לא באוראנוס. גודלו של צדק הוא כמעט הגודל הכי גדול שענק גזי יכול להיות – תוספת של חומר נוסף הייתה רק דוחסת אותו עוד, עם עליה מזערית בנפחו הכולל.

שדה מגנטי
לצדק שדה מגנטי עצום – הוא מגיע למרחק גדול , עד כדי 650 מיליון (!) ק”מ בצד הנגדי לשמש, מעבר למסלול שבתאי. ירחי צדק שוכנים בתוך השדה הזה, דבר שעשוי להסביר את פעילותו הוולקנית של איו, הירח הקרוב אלוי ביותר. אזורי קרינה אלו דומים, אך חזקים בהרבה מ – “חגורות ואן-אלן” שהתגלו בכדור הארץ. הגשושית אף גילתה חגורת קרינה שלישית, בעוצמה של פי 10 מחגורות ואן אלן מעל האטמוספירה העליונה.

טבעות
לצדק ישנה מערכת טבעות בדומה לשבתאי, אך הרבה יותר חיוורת וקטנה. איש לא ציפה למצוא טבעות סביב צדק, ורק בעקבות התעקשותם של 2 מדענים התגלתה בסוף ע”י החללית וויאג'ר 1. טבעותיו של צדק כהות במיוחד – מחזירות רק 0.05% מהאור הנופל עליהן, וכנראה עשויות מגרגירי חומר סלעי, בניגוד לטבעות שבתאי שעשויות מקרח. טבעות צדק הן דינמיות – החלקיקים לא נשארים שם לזמן רב יחסית. החללית גלילאו גילתה עדויות לכך שהטבעות מקבלות אספקה טריה של אבק, הנוצר ע”י פגיעות מיקרו-מטאורים, המואצים בשדה החשמלי החזק, בירחים הפנימיים.
ירחים
לצדק 39 ירחים מתוכם ארבעת הגדולים שגילה גלילאו גליליי, ועוד 12 ירחים קטנים עם שמות מיתולוגיים, ולשאר 23 הירחים הקטנים שהתגלו לאחרונה אין עדיין שמות.
צדק מאט את סיבובו בקצב איטי מאוד בעקבות כוחות גאות הנגרמים מארבעת הירחים הגליליאניים. כוחות אלו גם גורמים לירחים אלו להתרחק ממנו בהדרגה. איו, אירופה וגנימד לכודים במסלול תהודה של 1:2:4 (כלומר, איו מסתובב פי 2 יותר מהר מאירופה ופי 4 יותר מהר מגנימד). קאליסטו נמצא במסלול כמעט-תהודתי, ובעוד כמה מיליוני שנים יתפס גם הוא במסלול תהודתי כזה, ויחוג במסלול כפול מזה של גנימד.

בשנים האחרונות גוברות העדויות על הימצאות אוקיינוס של מים נוזליים מתחת לפני השטח של אירופה. סימנים רבים מעידים על כך – שברים בשכבת קרח העוטפת את הירח, פני שטח צעירים ונטולי מכתשים עתיקים מעידים על אופי פעיל, והימצאותו של שדה מגנטי המעידה על גרעין מותך וחם. קל לדמיין כי בשכבת מים שבה נעה הטמפרטורה בין 0-100 מעלות, יתכן קיום של חיים ברמה פרימיטיבית ואולי אף מורכבת. כבר נצפו בעבר בתחתיות האוקיינוסים בכדור הארץ, מערכות מזון מסועפות במקומות בהם לא מגיע אור שמש. בתחתיתן של מערכות אלו נמצאו חיידקים הניזונים מגופרית הנפלטת מאבוקות של הרי געש תת מימיים, שאינם זקוקים לאוויר או לאור. סביר להניח כי תיתכן מערכת דומה לזו גם באירופה. משימות חלל עתידיות שישוגרו לעבר הירח הקפוא ינסו לגלות, באמצעות רדאר מיוחד, את עובי שכבת הקרח החיצונית, ובכך לסלול את הדרך לחללית שתנחת ותחדור את הקרח, בדרכה אל גילוי המסתורין החבוי בו.
שומייקר לוי 9
ביולי 1994 פגע בצדק כוכב השביט שומייקר לוי 9. לאחר שהתגלה כשהוא מפורק ליותר מ 20 שברים, התברר כי מסלולו מוביל אותו היישר אל תוך צדק. לרוע מזלנו הפגיעה הייתה בצד שהיה נסתר מאתנו בזמן הפגיעה , אך אזור הפגיעה הופיע כ 20 דקות מאוחר יותר עקב הסיבוב המהיר של צדק סביב צירו. כל שבר של שביט השאיר את חותמו על צדק בצורת כתם כהה באטמוספירה, ואת הכתמים הרבים ניתן היה לראות גם בטלסקופים חובבניים. תוצאת פגיעות אלו נצפתה גם שנה לאחר הפגיעה ע”י טלסקופ החלל האבל.

אתר האגודה הישראלית לאסטרונומיה
ידען צדק
המדריך לקוסמוס – לקסיקון דביר לאסטרונומיה ולאסטרופיסיקה – ג'ון גריבין באתר מיתוס
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~524979435~~~19&SiteName=hayadan