אסטרונומים מאוניברסיטת תל-אביב חושפים את מקורם של “זוגות פרודים של אסטרואידים”

מחקר רב-שנתי שנערך במצפה הכוכבים וייז של אוניברסיטת תל-אביב, ותוצאותיו מתפרסמות בכתב העת היוקרתי Nature ב-26 באוגוסט, חושף כיצד אסטרואידים עוברים תהליך של ביקוע והיפרדות בגלל סיבוב עצמי מהיר

מחקר רב-שנתי שנערך במצפה הכוכבים וייז של אוניברסיטת תל-אביב, ותוצאותיו מתפרסמות בכתב העת היוקרתי Nature ב-26 באוגוסט, חושף כיצד אסטרואידים עוברים תהליך של ביקוע והיפרדות בגלל סיבוב עצמי מהיר. המחקר, שנעשה במסגרת שיתוף פעולה בינלאומי, מוכיח כי האסטרואידים שנחשבו בעבר ל-“גושי סלע מרחפים” בחלל, הם למעשה “ערמות חצץ” של אבנים המחוברות זו לזו בכוח הכבידה בלבד. כאשר גופים אלו מסגלים לעצמם מהירות סיבוב מספיק גבוהה הם מתבקעים לשני רכיבים ונפרדים זה מזה כדי להתחיל “בחיים חדשים” במסלול סביב השמש.

אוניברסיטת תל-אביב נבחרה על-ידי סוכנות החלל הישראלית (סל”ה) ומשרד המדע והטכנולוגיה כדי להקים מרכז ידע לאומי על אסטרואידים קרובי-ארץ. המחקר הנוכחי הוא חלק מעבודת הדוקטורט של מר דוד פולישוק, תלמיד מחקר בחוג לגיאופיסיקה ומדעים פלנטריים של אוניברסיטת תל-אביב ושותף לחיבור המאמר המתפרסם בכתב העת Nature. מר פולישוק זכה במלגת אילן רמון התלת-שנתית היוקרתית לדוקטורנטים מצטיינים בתחום החלל, מיסודה של קרן ע”ש אילן רמון ומשרד המדע והטכנולוגיה.

המחקר הנוכחי, שנערך במצפה הכוכבים ע”ש פלורנס וג’ורג’ ס. וייז תוך שותפות עם 15 מוסדות ו-11 מצפי כוכבים מסביב לעולם, תואם ונוהל ע”י פטר פראבק (Petr Pravec) מהמכון האסטרונומי של הרפובליקה הצ’כית וכלל גם חוקרים מארה”ב, צ’ילה, סלובקיה, אוקראינה, ספרד וצרפת. המחקר כלל מעקב אחר35 “זוגות פרודים” של אסטרואידים – שני אסטרואידים שנמצאים מיליוני ק”מ זה מזה אבל חולקים את אותו המסלול סביב השמש.

“תצפית בבהירות המשתנה של האסטרואידים איפשרה לנו ללמוד את קצב הסיבוב שלהם,” מסביר פולישוק, “זוהי תכונה מהותית כאשר לומדים את מקורם ודרך היווצרותם של גופים מעניינים אלו.”

קבוצת המחקר הראתה כי כל זוגות האסטרואידים הפרודים מקיימים קשר מיוחד בין הגוף הגדול לקטן, כאשר הגוף הקטן יהיה לכל היותר 60% מהגוף הגדול. מדידות אלו תואמות במדויק תחזיתה של תיאוריה שפותחה ב-2007 ע”י פרופסור דן שירס, מאוניברסיטת קולורדו ושותף לחיבור המאמר ב-Nature.

התיאוריה של שירס מתארת את היווצרותו של גוף כפול ע”י “ביקוע סיבובי”, כאשר האסטרואיד מתפרק לשני גופים הנפרדים זה מזה בעדינות ובמהירות יחסית נמוכה. לאחר “הביקוע הסיבובי” שני הרכיבים נעים במסלול זה סביב זה. “לכן,” מסביר שירס, “הרכיב הקטן גונב אנרגיה סיבובית מהרכיב הגדול וגורם לרכיב הגדול להסתובב יותר ויותר לאט, ולמרחק ביניהם לגדול. אם הרכיב המשני דיי קטן יש מספיק אנרגיה זמינה להפרדת הזוג לשני אסטרואידים שונים המקיפים את השמש במסלול דומה, אך בנפרד.”

“זוגות פרודים” של אסטרואידים התגלו לראשונה ב-2008 ע”י דויד ווקרוהוליצ’קי מאוניברסיטת קרל בפראג ושותף לכתיבת המאמר ב-Nature, אך תהליך היווצרותם נותר סתום עד פרסום המאמר הנוכחי.

במהלך המחקר השתמשו האסטרונומים ב-15 טלסקופים מסביב לעולם, כאשר התצפיות הרבות ביותר, למעלה מ-320 שעות-תצפית, בוצעו ע”י שני הטלסקופים של מצפה הכוכבים וייז של אוניברסיטת תל-אביב: טלסקופ שקוטרו 1 מטר, וטלסקופ של 0.46 מטר. “המחקר הזה מסביר את הקשר בין אסטרואידים שמסתובבים מהר לבין התפרקותם לשברי אסטרואידים, ומראה כי אסטרואידים אינם גופים אחידים, קבועים, וקפואים בזמן,” ממשיך שירס, “במקום זאת מתברר כי הם עולמות קטנים שמתפתחים עם הזמן, ולפעמים “יולדים” אסטרואידים קטנים יותר שפותחים בחיים משלהם במסלול סביב השמש.”

“כעת, נראה שרוב פיסות התצריף מסתדרות היטב,” אומר פולישוק, “אור השמש הוא האחראי להאצת הסיבוב של האסטרואידים סביב צירם, כאילו היו שבשבות המגיבות לרוח; המבנה השביר של האסטרואידים, מבנה “ערמת החצץ”, הוא המאפשר לכוח הצנריפוגלי להתגבר על כוחות הכבידה החלשים ולפרק את האסטרואיד למרכיביו; והיפה הוא שהתהליך הזה מתקיים תוך זמן קצר, יחסית, של מיליוני שנים בודדות, כך שיש מספיק זמן לתהליך הזה להתרחש שוב ושוב ולהפוך את האסטרואידים לקטנים יותר ועגולים יותר.”

תגלית זו מצטרפת לעיסוק “החם” באסטרואידים השנה. ביוני האחרון שבה לכדור הארץ החללית היאבוסה לאחר מסע של שבע שנים בחלל ועמה חלקיקים מהאסטרואיד איטוקאווה עליו נחתה; טלסקופ החלל של נאס”א בתחום האינפרה-אדום (WISE) גילה עשרות אלפי אסטרואידים חדשים ולא מוכרים; ובנוסף, הנשיא האמריקאי הכריז על חזונו בתחום מחקר מערכת השמש הכולל הנחתת אסטרונאוטים על אסטרואיד קרוב-ארץ. המחקר המפורסם היום ב-Nature, חושף טפח אודות המבנה השביר של האסטרואידים, והוא מהותי בתכנון משימת חלל כזו.

“אסטרואידים הינם חשובים בהבנת החיים על הארץ,” מספר שירס. הוא מכוון למכתש בחצי האי יוקטן, שלפי הדעה הרווחת נוצר כתוצאה מפגיעת אסטרואיד לפני כ-65 מיליון שנה וגרם להכחדת הדינוזאורים ויצורים אחרים, ולכיוון מחדש של אבולוציית החיים על הארץ. כמו כן, נמצא שאסטרואידים מסוימים מכילים חומצות אמינו – לבני הבנייה של החיים – הגורמים למדענים לשער כי החיים על הארץ, או חלקם, הגיעו מהחלל על גבי אסטרואיד.