כשבונים את הטלסקופ הענק הבא במדבר אטקאמה בצ’ילה צריך להתייחס לשינויים ברוחות ובראות כתוצאה מהתחממות כדור הארץ, גם באיזורים המרוחקים ביותר, בפרט כשמתכננים מתקן שיפעל כמאה שנה
תמונה: ג’יי.אל דאוברן & G. HÜDEPOHL (ATACAMAPHOTO.COM)/ESO הטמפרטורות עולות במצפה משפיעות על איכות התמונות.
כולנו מכירים את תופעת זיהום האור המפריעה לביצוע תצפיות אסטרונומיות מאיזורים מיושבים, כך מסתבר שגם אם מתרחקים למקום המנותק ביותר בעולם עדיין לא מוגנים מפני הפרעות.
שינויי אקלים הקשורים להתחממות כדור הארץ יכולים להשפיע גם על איכות התצפיות האסטרונומיות. זו מסקנה ממחקר בינלאומי בהובלת מדענים מאוניברסיטת קלן.
צוות המחקר הבינלאומי חקר מגוון פרמטרים אקלימיים בטלסקופ הגדול מאוד (VLT) הנמצא בפארנאל שבמדבר אטקמה בצ’ילה, שם מפעיל המצפה הדרומי האירופי (ESO) את הטלסקופים שלו. בין היתר, בחנו חברי הצוות את נתוני הטמפרטורה, מהירות וכיוון הרוח, ואת תכולת אדי המים באטמוספרה במשך תקופה של כמה עשורים. המדידות חשפו עלייה בממוצע טמפרטורת המקסימום העולמית וכן הגדלת טשטוש הצילומים האסטרונומיים בשל היווצרות מערבולות אוויר.
המחקר שכותרתו ‘ההשפעה של שינוי האקלים על תצפיות אסטרונומיות’ פורסם בגליון 10בספטמבר של כתב העת נייצ’ר אסטרונומי. תוצאותיו חשובות לא רק לאסטרונומים בבואם להתאים את תצפיותיהם לתנאים הסביבתיים המשתנים, אלא גם כדי לקחת אותם בחשבון בעת תכנון טלסקופים גדולים חדשים – כגון הטלסקופ הענק (ELT), הנבנה כיום ליד פארנאל.
במחקר היו מעורבים פרופסור סוזן קרול וכריסטוף בוהם מהמכון לגיאופיזיקה ומטאורולוגיה באוניברסיטת קלן. הם כבר חקרו היבטים שונים של האקלים בעבר, בהווה ובעתיד באתר הטלסקופ במסגרת מרכז המחקר השיתופי 1211 ‘כדור הארץ – אבולוציה במגבלת התצפית הקרקעית’. המחבר הראשון של המאמר הוא פאוסטין אנטלוס ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה בהיידלברג.
החוקרים חקרו את מידת ההשפעה של שינויי האקלים על איכות התצפיות. הצוות התמקד במצפה הכוכבים פאראנל בצפון צ’ילה משום שמותקנים בו מגוון רחב של חיישנים סביבתיים המתעדים תנאים מטאורולוגיים מקומיים. מדידות אלה הניבו את אחת מערכות הנתונים המקיפות ביותר בשלושת העשורים האחרונים באיזור שכמעט לא בוצעו בו מדידות.
בהתבסס על סדרת נתונים זו, אסטרונומים, חוקרי אקלים, מדעני אטמוספירה ומטאורולוגים, איחדו כוחות כדי לזהות פרמטרים מטאורולוגיים חשובים המשחקים תפקיד באיכות התצפיות האסטרונומיות. הנתונים אפשרו להם לנתח מגמות ארוכות טווח על-פני תקופה של יותר משלושים שנה כדי לקבוע את ההשפעה של שינוי האקלים על תצפיות עתידיות. הם הראו באמצעות ארבע דוגמאות, כיצד שינויי האקלים כבר משפיעים, או עשויים להשפיע על פעולתם של מצפים אסטרונומיים בעתיד. ה-VLT, המופעל על ידי ESO, שימש כדוגמה.
“הנתונים הראו עלייה של 1.5 מעלות צלזיוס בטמפרטורת הקרקע בארבעת העשורים האחרונים במצפה פארנאל. זו עליה מעט גבוהה מהממוצע העולמי של 1 מעלות צלזיוס מאז העידן הטרום תעשייתי”, אמרה סוזן קרול. מכיוון שמערכת הקירור המקורית של הטלסקופ לא תוכננה לתנאים חמים כאלה, איכות התצפיות נמצאת בסכנת התדרדרות הולכת וגוברת בגלל מערבולות תכופות יותר – תוצאה של עליית הטמפרטורה. יש להתחשב בעלייה הצפויה של 4° C (התרחיש הפסימי ביותר של ICCP) במאה השנים הבאות בבניית הטלסקופ הענק בקוטר 39 מטר (ELT) באתר סמוך.
בפרט, אסטרונומים מתמודדים עם האתגר של הפחתת מה שנקרא “ראיית כיפה”, ירידה ברזולוציה בשל מערבולות בתוך כיפת הטלסקופ. החוקרים הבחינו בה בנוסף לעלייה במערבולת בשכבת האוויר הסמוכה לקרקע, מה שהופך את התמונות מטושטשות מכיוון ששכבות אוויר קרות וחמות עם מדדי שבירה שונים מתחלפות לסירוגין במהירות. תופעה זו מופיעה כאשר תנאי מערבולות אטמוספריות משתנים מהר יותר מיכולת התיקון של מערכת הבקרה של הטלסקופ. הדבר מגביל את יכולות הניגודיות של המכשיר ועלול להגביל מחקרים הדורשים רגישות גבוהה כגון חיפוש כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.
מנקודת המבט הייחודית שלהם על היקום, אסטרונומים יודעים שהתפתחות החיים על-פני כדור הארץ היתה תהליך מורכב שהתאפשר רק על-ידי צירוף מקרים של נסיבות נדירות ביותר. אין כדור ארץ שני בשכונה שלנו. מסיבה זו, הגליון האחרון של נייצ’ר אסטרונומי שפורסם ב-10 בספטמבר מוקדש לנושא האקלים. הגליון המיוחד נועד להעלות את המודעות להיבטים האקלימיים החשובים לעבודתם של האסטרונומים.
עוד בנושא באתר הידען:
