נמצאו במפתיע אדים של מתכות כבדות בשביט בוריסוב שהגיע מחוץ למערכת השמש

במחקר חדש שנערך על ידי צוות מחקר בלגי נמצא כי המתכות ברזל וניקל נמצאות באטמוספירות של שביטים המשייטים במערכת השמש שלנו, אפילו אלו הנמצאים הרחק מהשמש. הממצאים הושגו בעזרת נתונים שנאספו מתוך הטלסקופ הגדול מאוד אשר שוכן על ההר סרו פאראנאל, בגובה 2,635 מטר במדבר אטקמה שבצפון צ’ילה

[תרגום מאת ד”ר משה נחמני]

זוהי הפעם הראשונה שמתכות כבדות, הנמצאות לרוב בסביבה חמה, נמצאו בסביבה הקרה של שביטים רחוקים. “זו הייתה הפתעה גדולה לאתר אטומי ברזל וניקל באטמוספירות של כל השביטים שצפינו בהם בשני העשורים האחרונים, כעשרים מהם, ואפילו בכאלה הנמצאים הרחק מהשמש בסביבת חלל קרה במיוחד”, אמר Jean Manfroid מאוניברסיטת לייז’ בבלגיה, אשר הוביל את המחקר החדש אודות שביטים במערכת השמש שפורסם זה מכבר בכתב העת המדעי היוקרתי Nature. 

אסטרונומים יודעים כבר כי מתכות כבדות אכן נמצאות באבק ובחלק הפנימי הסלעי של שביטים. אולם, לאור העובדה כי מתכות במצב מוצק בדרך כלל לא עוברות למצב גזי בטמפרטורות נמוכות, הם לא ציפו למצוא אותן בסביבות של שביטים קרים הנעים הרחק מהשמש החמה. אדי ניקל וברזל אותרו כעת אפילו בשביטים שנצפו במרחק של יותר מ-480 מיליוני קילומטרים מהשמש, מרחק הגדול פי שלושה מהמרחק שבין כדור הארץ לשמש. צוות המחקר הבלגי מצא ברזל וניקל באטמוספירות של שביטים בכמויות כמעט זהות. החומר במערכת השמש שלנו, למשל כזה שנמצא בשמש ובמטאוריטים, מכיל בדרך כלל ברזל בכמות הגדולה פי עשרה מכמות הניקל. ממצאים חדשים אלו הם בעלי השלכות על ההבנה של אסטרונומים באשר למערכת השמש הקדמונית שלנו. “שביטים נוצרו לפני כ-4.6 מיליארדי שנים, בתקופה הראשונית של מערכת השמש שלנו, והם כמעט ולא השתנו מאז. במובן הזה, הם כמו מאובנים עבור האסטרונומים”, אומר אחד מכותבי המאמר. הגם שצוות המחקר הבלגי בוחן את העצמים דמויי המאובנים הללו בעזרת הטלסקופ הגדול מאוד כבר עשרים שנים, הם לא איתרו את הנוכחות של ניקל וברזל עד עתה. “תגלית זו נעלמה מעינינו מזה שנים רבות”, אמר החוקר הראשי.

צוות המחקר עשה שימוש בנתונים שנאספו מתוך הטלסקופ במסגרת שיטה המכונה ספקטרוסקופיה בעזרתה האסטרונומים מצליחים להבין מהו ההרכב הכימי של עצמים קוסמיים: לכל יסוד ויסוד יש “טביעת אצבע” ספקטרוסקופית ייחודית – אוסף של קווי בליעה – בספקטרום של האור המוחזר מאותו עצם. בעזרת שיטה זו הצוות הבלגי הצליח לזהות בליעות ספקטרליות חלשות ובלתי מזוהות בתוך הנתונים שהתקבלו מהטלסקופ, ובניתוח מדוקדק יותר הם הבינו כי קווי בליעה אלו מתאימים לאטומים ניטרליים של היסודות ברזל וניקל. קשה מאוד לאתר יסודות כבדים לאור העובדה כי אלו נמצאים בכמויות קטנות במיוחד: הצוות מעריך כי בכל ק”ג אחד של מים באטמוספירה של השביט יש גרם אחד בלבד של ברזל, וכמות דומה של ניקל. “בדרך כלל נמצאת כמות של ברזל הגדולה פי עשרה מזו של ניקל, אולם בשביטים אלו נמצא כי הכמויות של שני היסודות דומות. הגענו למסקנה כי ייתכן והם נוצרו מסוג מיוחד של חומר מוצא משותף שהיה קיים על פני השטח של גרעיני השביט, חומר שעבר למצב גזי בטמפרטורה נמוכה יחסית, תוך פליטה של אטומי ברזל וניקל ביחסים כמותיים זהים” הסביר החוקר הראשי. למרות שהצוות עדיין לא בטוח מהו סוג חומר המוצא הזה, התקדמויות טכנולוגיות בתחום האסטרונומיה יאפשרו להם בעתיד לוודא את מקור החומר לשני יסודות אלו שנמצאו בשביטים. הצוות הבלגי מקווה שממצאי המחקר שלו יסללו את הדרך לחקר עתידי – “כעת חוקרים יחפשו את קווי הבליעה הללו בנתונים הקודמים שנאספו אצלם ומטלסקופים אחרים,” אמר החוקר הראשי. “אנו סבורים כי המחקר שלנו גם יאיץ מחקר חדש בנושא זה”.

מחקר יוצא דופן נוסף שפורסם זה מכבר בכתב העת היוקרתיNature  מראה כי מתכות כבדות נמצאות גם באטמוספירה של השביט הבינכוכבי שסימולו 2I/Borisov. צוות מחקר מפולין הבחין בעצם זה, השביט החוצני הראשון שהגיע אל מערכת השמש שלנו, באמצעות ספקטוגרף של קרני-רנטגן באותו אתר טלסקופים בצ’ילה לפני כשנה וחצי. הם גילו כי האטמוספירה הקרה של שביט זה מכילה ניקל במצבו הגזי. “בתחילה היה לנו קשה להאמין כי ניקל אטומי אכן יכול להימצא בשביט זה הנע כה רחוק מהשמש שלנו. נדרשנו לבדיקות ולניסויים נוספים לפני ששכנענו את עצמנו כי אכן זהו המצב,” אמר אחד מהחוקרים מהאוניברסיטה היגלונית (Jagiellonian University) שבפולין. הממצא הוא מפתיע לאור העובדה כי טרם פרסומם של שני המחקרים הללו גזים של אטומי מתכות כבדות נצפו רק בסביבות חמות, כמו באטמוספירות החמות במיוחד של כוכבי לכת חוץ-שמשיים (exoplanets) או באדי שביטים הנעים קרוב לשמש. השביט 2I/Borisov נצפה כאשר הוא היה במרחק של 300 מיליוני קילומטרים מהשמש, במרחק הגדול פי שניים מהמרחק של כדור הארץ מהשמש.

חקר גופים בינכוכביים בפרטי פרטים מהווה בסיס חיוני במדע לאור העובדה כי הם אוצרים בתוכם מידע יקר ערך באשר למוצאן של מערכות כוכבים חוצניות. “כך לפתע אנו מבינים כי ניקל גזי אכן יכול להימצא באטמוספירות של שביטים בפינות מרוחקות של הגלקסיה שלנו”, אומר אחד מהחוקרים.                 

למאמר המדעי

להודעה באתר ESO

עוד בנושא באתר הידען:

• אוקיינוסים מן השמים / דייוויד ג’ואיט ואדוארד ד’ יאנג
• עכשיו המדענים מאשרים – מוצא החיים מהחלל
• האם החיים נוצרו על גבי שביטים?
• שביטים מפיצי חיים
• אבני הבניין של החיים יכולות להיווצר בעננים הבין-כוכביים