התחממות גלובלית – גם בפלוטו?

השינויים מתרחשים בעוד פלוטו מתרחק מהשמש, אך המגמות מורכבות הרבה יותר מהצפוי

פלוטו עשוי לחוות מגמה של התחממות פני השטח והתקררות האטמוספירה, כך טוענים מדענים פלנטריים. האסטרנומים העריכו זאת על פי נתונים שהתקבלו בעת ליקוי כוכב – שהתרחש כאשר פלוטו הסתיר את אורו של הכוכב P126A.

בפעם הקודמת שבה פלוטו יצר ליקוי כוכב, היה זה בשנת 1998. ואולם אור הכוכב חזר להופיע כה מהר עד שלא היה ניתן ללמוד ממנו משהו על פלוטו. ביולי השנה התעמעם אור הכוכב לאטו כאשר פלוטו חלף לפניו.

באמצעות לימוד אור הכוכב, המדענים יכולים להעריך את הצפיפות, הלחץ והטמפרטורה באטמוספירה הדלילה של פלוטו.

“במשך 14 השנים האחרונות התרחשו כמה שינויים” אומר מארק בואי ממצפה לוול באריזונה. “האטמוספירה של פלוטו עוברת קירור גלובלי, בעוד נתונים אחרים מראים כי פני השטח התחממו במעט.”

השינויים מתרחשים בעוד פלוטו מתרחק מהשמש, אך המגמות מורכבות הרבה יותר מהצפוי” אומר בואי, שביחד עם ג'יימס אליוט מ-MIT דיווחו על הממצאים בשבוע שעבר. לפלוטו יש מסלול אליפטי באורח קיצוני והוא מתרחק מהשמש לעבר הנקודה הרחוקה ביותר במסלולו.

התאוריה של האסטרונומים חוזה כי במהלך זמן זה, תקפא האטמוספירה של הכוכב לתקופה של למעלה ממאה שנה. ביום חמישי הקרוב שוב עומד פלוטו לחלוף לפני כוכב אחר. ליקויים כאלה מתרחשים כעת לעיתים תכופות יותר משום שפלוטו נע כעת בקו אחד עם המישור המרכזי של שביל החלב שבו צפיפות הכוכבים יותר גבוהה.

יש לצאת לדרך מהר, לפני שפלוטו יקפא וייעלם מן העין

קנת צ'אנג ניו יורק טיימס

איור: אוניברסיטת ג'ונס הופקינס

תרשים של החללית “ניו הורייזנס” בדרכה לפלוטו. החללית האמריקאית מיועדת להיות משוגרת ב-2006 ולהגיע לפלוטו ב-2016

ב-1991 הנפיק שירות הדואר של ארה”ב סדרת בולים, המנציחה את מסעות המחקר האמריקאיים בחלל. הבול לפלוטו היה מורכב מתמונה של דיסקה אפרורית, עם מעין התנצלות מתחת: “טרם נחקר”.

פלוטו, הקטן והמרוחק שבין כוכבי הלכת של מערכת השמש, הוא עדיין כוכב הלכת היחיד שטרם ביקרה בו חללית. ב-72 השנים שחלפו מאז שקלייד טומבו, אסטרונום במצפה הכוכבים לואל בפלגסטאף, אריזונה, הבחין בפלוטו כנקודת אור באחד מתצלומיו, נותר פלוטו בדיוק כזה: נקודת אור. טלסקופים קרקעיים אינם בעלי עוצמה מספקת לקלוט פרטים כלשהם של פני השטח שלו.

אולם עם מעט כושר המצאה, למדו האסטרונומים הרבה רק ממבט מאומץ בנקודת האור. הצבעים הספציפיים באור מצביעים על הרכב פני השטח והאטמוספירה הדלילה שלו. על ידי כך שמדדו כיצד הוא התבהר והועם בעת ליקויים עם הירח שלו, כרון, יצרו המדענים מפה גסה של פני השטח שלו.

פלוטו היה באחרונה נושא למחלוקת בין אלה הטוענים שיש למנות אותו בין העצמים השמימיים של חגורת קויפר – טבעת של סלעים קפואים מעבר למסלול ההקפה של נפטון, שלא הצליחו להתמזג לפלנטה גדולה יותר – לבין אלה התוקפים כל ניסיון לבצע פיחות במעמדו ככוכב הלכת התשיעי. מחלוקת זו מתכנסת בסופו של דבר לשאלה מה הוא כוכב לכת – מושג ברור לכאורה, אך ללא הגדרה מדויקת.

מעבר לסמנטיקה, לחוקרי הפלנטות אכפת מפלוטו משום שכמו כוכבי השביט, ייתכן שהוא עשוי מרבים מאותם חומרים שמהם היתה מורכבת מערכת השמש הבראשיתית.

למרות המרחק שלו מהשמש – כ-4.7 מיליארד ק”מ – פלוטו אינו סתם כדור קרח קפוא ובלתי משתנה. כיפות הקרח בקטביו מתרחבות ומידללות לאורך העשורים. יש חשדות שעם הפיכת האטמוספירה שלו לדלילה יותר, הרוחות שם יגיעו למהירות של מאות קמ”ש.

תחזיות בצלו של פלוטו

אסטרונומים שצפו בליקוי של פלוטו ביולי ובאוגוסט מתקשים לקבוע אם האטמוספירה של כוכב הלכת התחממה או התקררה מאז התצפית הקודמת, שנערכה לפני 14 שנה

5.9.2002

מאת: קנת צ'אנג ניו יורק טיימס

תצלום: נאס”א

פלוטו (במרכז) והירח שלו, כארון, כפי שצולמו על ידי טלסקופ החלל “האבל”. אסטרונומים מסכימים שהאטמוספירה של כוכב הלכת נראית פעילה להפתיע

תחזית מזג האוויר בפלוטו עדיין לא ברורה. אסטרונומים ממצפה הכוכבים לואל שבאריזונה ומהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) אומרים שהאטמוספירה על כוכב הלכת התקררה ב-10 עד 20 מעלות צלזיוס ב-14 השנים האחרונות, שפני השטח כנראה התחממו מעט וששכבת ערפיח נמוכה שריחפה באוויר התפזרה. אסטרונומים צרפתים חולקים עליהם. לדבריהם, האוויר התקרר אך במעט ושכבת הערפיח עדיין קיימת באטמוספירה של כוכב הלכת.

נראה שההערכות הללו אינן מעוררות אמון רב יותר מהמסורת האמריקאית של “יום המרמיטה”, החל ב-2 בפברואר. (על פי המסורת, ביום זה מציצה המרמיטה ממחילתה כדי לבדוק אם דמותה מטילה צל. אם היא אינה מטילה צל, סימן שהיום מעונן – כלומר, האביב הגיע. אם דמותה מטילה צל, זהו סימן שהחורף יימשך שישה שבועות נוספים, והמרמיטה חוזרת למחילתה). גם במקרה של פלוטו כל הממצאים מבוססים על תצפיות על צללים.

פלוטו, הנמצא במרחק של 4.5 מיליארד ק”מ מכדור הארץ והולך ומתרחק ממנו, איננו יותר מנקודת אור על מסכי טלסקופים שמוצבים על כדור הארץ. אסטרונומים יכולים להסיק דבר מה על האטמוספירה של הכוכב רק כאשר, בזכות צירוף מקרים שמימי, פלוטו חולף לפני כוכב רחוק ומטיל צל קלוש על כדור הארץ.

הדבר אירע פעם אחת ב-,1988 ובתום המתנה של 14 שנים – פעמיים בקיץ האחרון. התעמעמות האור מהכוכב המוסתר מעידה על מידת הדחיסות והטמפרטורה של האטמוספירה של פלוטו. אם פלוטו נטול אוויר, הכוכב ייעלם פתאום. אך האטמוספירה פועלת כעדשה: היא מעקמת את אור הכוכב מסביב לכוכב הלכת וגורמת לכך שהעמעום יתרחש בהדרגה. בליקוי הכוכב ב-1988 אורו התעמעם בקצב קבוע, עד שהגיע ל-%40 ממידת זוהרו הרגילה, ואחר כך נעלם במהירות.

קצב ההתעמעמות העיד על כך שרוב האטמוספירה של פלוטו, המגיעה עד לגובה של 160 ק”מ מעל פני השטח של כוכב הלכת, אחידה למדי מבחינת הטמפרטורה: ממינוס 173 מעלות צלזיוס ועד מינוס 162 מעלות.

ההיעלמות הפתאומית מלמדת שמעל פני השטח מתפרשת שכבה בעובי של 24 עד 56 ק”מ, המורכבת או מערפיח ערפילי שבולע את האור, או מאוויר קר ודחוס הרבה יותר, שמעקם את האור עד שהוא לא נראה מכדור הארץ. ממדידות אחרות ידוע לחוקרים שהטמפרטורה של פני השטח בפלוטו היא מינוס 234 מעלות צלזיוס.

ב-20 ביולי ניצב פלוטו לפני הכוכב ,P126A אך מזג אוויר מעונן הכשיל את מאמציהם של כל החוקרים, למעט שני צוותי תצפיתנים בצפון צ'ילה. האסטרונומים היו בני מזל יותר ב-20 באוגוסט, כאשר פלוטו הסתיר כוכב אחר, .P131.1 הליקוי נקלט במספר רב של מצפי כוכבים גדולים בהוואי ובמערב ארה”ב.

ד”ר מארק בואי, אסטרונום במצפה הכוכבים לואל שעשה את אחת משתי התצפיות המוצלחות ביולי בצ'ילה, אמר שאור הכוכב התעמעם באופן המעיד על ירידה חדה בטמפרטורה של פלוטו לעומת .1988 לדבריו, לא היו גם סימנים כלשהם לשכבת האובך או האוויר הקר, ופירוש הדבר שהשכבה הצטמקה ב-24 ק”מ לפחות, ואולי נעלמה כליל. “יש לנו הפתעות ברמה הבסיסית ביותר”, אמר בואי.

אך הצוות שעשה את התצפית המוצלחת האחרת בצ'ילה הודיע שלפי הניתוח שלו טמפרטורת האטמוספירה של פלוטו היא עדיין מינוס 173 מעלות. “לא ראינו שינויים רבים מאז ,”'88 אמר ראש הצוות, ד”ר ברונו סיקארדי, אסטרונום במצפה הכוכבים של פאריס. “אני לא מבין איך הם יכלו להסיק משהו על שינויים”. בנוסף, אמר סיקארדי, מדידות מהליקוי באוגוסט, בטלסקופ של קנדה-צרפת-הוואי במאונה קיאה שבהוואי, הראו ששכבת האובך עדיין קיימת.

בואי ושותפו למחקר, ד”ר ג'יימס אליוט, אסטרונום מ-,MIT עדיין לא ניתחו את הנתונים מאוגוסט. כמה טלסקופים בהוואי, במצפה הכוכבים ליק שבקליפורניה ובמצפה לואל צפו אז בליקוי באורכי גל שונים של אור נראה ואור אינפרה-אדום. תמונה ברורה יותר של פלוטו אמורה להתקבל בתוך כמה חודשים. מדידות האינפרה-אדום יבהירו אם מדובר בשכבה של אוויר קר או של אובך באטמוספירה התחתונה. אוויר קר מעקם את כל אורכי הגל במידה שווה. אובך בולע אור נראה, אך מאפשר לאור אינפרה-אדום, שאורכי הגל שלו ארוכים יותר, לעבור דרכו. “זו גם הסיבה לכך ששקיעות הן אדומות”, אמר ד”ר סיקארדי.

לדברי ד”ר אליוט, לעת עתה אף אחד מההסברים אינו מספק. כדי שערפיח יגרום להתעמעמות שנצפתה ב-,1988 על חלקיקיו להיות גדולים למדי – גדולים מכדי להישאר באטמוספירה הדלילה של פלוטו. מודלים ממוחשבים גם אינם מצליחים ליצור אטמוספירה שבה חלה ירידה חדה כל כך בטמפרטורה בתוך 14 שנה. “לא היה מודל פיסי שיכול להסביר את מה שראינו ב-,”'88 סיכם אליוט.

האסטרונומים מסכימים שהאטמוספירה של כוכב הלכת נראית פעילה עד להפתיע, בהתחשב בכמות המזערית של אור שמש המגיע אליה. בליקוי של אוגוסט, אמר סיקארדי, אור הכוכב הזדהר פתאום למשך כמה שניות, בערך פי 10 משיעור האור הקודם, ואז שוב דעך – תופעה המעידה על כיסים של אוויר קר יותר. “כדי ליצור וריאציות כאלה יש צורך בפעילות דינמית”, הוא אמר. “יש צורך באנרגיה כדי לשמור על המבנים הללו”.

לא ברור כיצד הממצאים החדשים משתלבים עם הניבויים כי האטמוספירה המתקררת של פלוטו תקפא ותתמוטט בתוך 20 שנה. הדבר תלוי בעיקר בטמפרטורה של פני השטח, הקובעת איזו כמות מהמתאן והחנקן הקפוא תיהפך לגז. בואי אמר שהמודלים הממוחשבים שלו מעידים שייתכן שפני השטח דווקא התחממו בעשירית המעלה מאז .1988 פני השטח כהו – אולי בגלל נסיגת קרחונים – והדבר מאפשר ספיגת חום בשיעור גבוה יותר. אך פלוטו מתרחק ומתקרר, והמגמה צפויה להתהפך בשלב כלשהו. האסטרונומים אינם יודעים מתי יספקו הכוכבים הזדמנות נוספת לצפות באטמוספירה של פלוטו ומה ישתנה עד אז.

התגלית המפתיעה: פלוטו מתחמם

24.9.2002
מאת: דוקטור נח ברוש
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/pluto240902.html

כך נראים פניו של פלוטו בתצפיות של לאוסף המוזרויות טלסקופ החלל האבל שמספק כוכב הלכת המרוחק ביותר
מאיתנו, הצטרפה גם התגלית לפיו ככל שהוא מתרחק עכשיו מהשמש – כך פניו מתחממים והולכים
פלוטו מתרחק והולך עתה מהשמש, במסלולו הקבוע, שבו הקפה אחת שלו סביב השמש, נמשכת כ-250 שנה. אבל באחרונה נתגלה, כי פניו מתחממים בהדרגה, דווקא ככל שהמרחק שלו מהשמש, גדל.
עובדה מפתיעה זאת מצטרפת לאוסף המוזרויות שמפגין כוכב הלכת הזה, האחרון והמרוחק ביותר מאיתנו מבין התשעה שמקיפים את השמש. פלוטו עדיין לא נחקר על-ידי חלליות.
על השאיפה לבצע מחקר מעמיק של פלוטו מתנהלת באחרונה “כמעט מלחמה” בין הסנאט לבין הבית הלבן. בעוד שהמימסד האקדמי-מדעי הצביע על מבצע שיגור חללית לעבר פלוטו, כפרוייקט שחייב לקבל עדיפות גבוהה, בשורת מבצעי מדע ומחקר לגבי מערכת השמש – קביעה שהתקבלה על-ידי הסנאט – נחושים הנשיא ויועציו לבטל את התוכנית, לטובת מבצעים אחרים.
פלוטו התגלה רק ב-1930 ומאז הוא עבר רק חלק קטן מהקפה אחת סביב השמש. תנועת ההקפה של פלוטו מתבצעת במסלול אליפטי מאורך. כיום, מרחקו מהשמש כ-4.6 מיליארד ק”מ. בעוד 116 שנה הוא יהיה בשיא ההתרחקות מהשמש – יותר מ-7 מיליארד ק”מ.

עקב השינוי החריף במרחק לשמש, כמות החום על פניו, יורדת עם הזמן. כלומר: צפויה ירידה בטמפרטורת כוכב הלכת. עקב כך, צפויה הא טמוספירה הדלילה שלו,שעשויה כנראה ברובה מחנקן, לקפוא. רק בשנת ,2200 לערך, יהיה פלוטו קרוב מספיק לשמש כדי שהאטמוספירה שלו תפשיר.

דבר קיומה של האטמוספירה, הוסק מתצפית שבוצעה ב-,1985 במצפה הכוכבים ע”ש וייז, של אוניברסיטת ת”א במצפה רמון. המימצאים אושרו מאז כמה פעמים כשפלוטו כיסה כוכב ברקע. הירידה ההדרגתית של עצמת האור שהגיעה ממנו, הצביעה בצורה ברורה על קיומה של אטמוספירה סביב כוכב הלכת המרוחק. אבל השנה התרחשו שני אירועים דומים, שבהם עבר פלוטו על-פני שני כוכבי רקע – כפי שהדבר נראה מכדור הארץ. המדענים ציפו שהירידה בעוצמת האור תהיה חדה יותר מבעבר (בעקבות אירוע דומה שנצפה ב-1998). אבל להפתעתם, האירוע הראשון מבין השניים הראה שהירידה באור הייתה יותר הדרגתית, מה שמצביע על אטמוספירה יותר נרחבת ולא מצומצמת כפי שהעריכו בעבר.

תוצאות האירוע השני, שהתרחש וניצפה ב-21 באוגוסט, עדיין לא פוענחו. ההשערה היא, שפני פלוטו מתחממים, מסיבה לא ידועה, דווקא כשחשבו שהוא מתקרר. תצפיות באירועים דומים, הצפויים בעתיד, יראו אם אמנם תהליך ההתחממות נמשך, או אם התנהגותו של כוכב הלכת, חוזרת להיות צפויה כפי שהעריכו בעבר.