ממאדים לצדק ובחזרה

אנשים ירוקים לא ימצאו שם, אבל בעתיד הלא רחוק כבר יהיה אפשר לענות על השאלה אם יש חיים מחוץ לכדור הארץ. מייקל שערה, ראש המחלקה לאסטרופיסיקה במוזיאון להיסטוריה של הטבע בניו יורק, בטוח בכך

  
תמונה של הקוטב של מאדים המלמדת שיש עליו קרח. ייתכן שבעבר היו על הכוכב מים נוזלים

בתוך עשר שנים, מאמין מייקל שערה, יהיה אפשר לענות על השאלה, אם יש חיים מחוץ לכדור הארץ. במחשבה שנייה הוא מדבר על טווח של עד 15 שנה, שבו תימצא תשובה לאחת השאלות המטרידות את האנושות במשך דורות.

“המאמץ”, אומר שערה, ראש המחלקה לאסטרופיסיקה במוזיאון להיסטוריה של הטבע בניו יורק, האחראי על הצד המחקרי בפלנטריום המרשים שנפתח לפני כשנתיים, “מכוון כעת כלפי כוכב הלכת מאדים. אם יש סיכוי למצוא חיים, הרי שהם יהיו על מאדים. זו פלנטה דומה מאוד לכדור הארץ: הטמפרטורה שם נמוכה יותר מן הטמפרטורה על כדור הארץ, אבל לא במידה ניכרת – במקום החם ביותר, ביום החם ביותר עולות הטמפרטורות ל-25 מעלות; באמצע הלילה, במקום הקר ביותר הן יורדות למינוס 100 מעלות. זאת ועוד, יש על מאדים יממה של 24 שעות; יש לו כוח
שערה. “המשימה לא תהיה פשוטה”

משיכה משמעותי, אם גם חלש יותר מאשר בכדור הארץ; ויש סימנים להימצאותם של מים על מאדים, וזה מבחינתנו סימן לחיים.

“אמנם האטמוספירה שלו שונה, אבל גם אם יש בה הרבה פחות חמצן זה עדיין לא קריטי לקיומם של חיים. בשנים הראשונות לקיומם של החיים על כדור הארץ, החמצן לא היה חופשי וכמויות החמצן הזמינות היו פחותות יותר, ובכל זאת התקיימו כאן חיים פרימיטיוויים”.
את האגדות על אנשים ירוקים החיים במאדים מבטל שערה מכל וכל. “כל הממצאים המדעיים מלמדים שאין דבר כזה. בן אדם לא יכול להתקיים על מאדים, אבל אורגניזם אחר דווקא כן. אפשר להעריך, כי גם אם יימצאו חיים הרי שהם לא יהיו מורכבים יותר מאשר בקטריה או וירוס. אם נמצא אורגניזם מורכב יותר זו תהיה הפתעה גדולה”.

שערה משמש יועץ מקצועי ראשי לצוות של מאה מדענים, אנשי הפקה, גרפיקאים ואנשי מחשב המעלים בימים אלה מופע כוכבים יפהפה, המלה האחרונה בתחום המחקר, בפלנטריום החדש של ניו יורק, על חיים מחוץ לכדור הארץ.
הממצאים הם פרי עבודה של שנה והם כוללים צילומים של נאס”א, לרבות צילומים מרכב החלל פאתפיינדר והטלסקופ החללי האבל.

המופע התלת ממדי המרשים, בליווי קריינות של שחקן הקולנוע האריסון פורד, לוקח את הצופה למסע בין כוכבים בתנאי סימולטור כמעט ומציג את עיקרי המחקר העדכניים בלשון פשוטה שגם מבוגר וגם ילד יכולים להבינם. בתוך דקות קופצים מכדור הארץ למאדים, ומשם לצדק ולירחו אירופה, יוצאים משביל החלב ואפילו צופים בלידתם של כוכבים.

הפלנטריום המחודש של ניו יורק נפתח לפני כשנתיים, לאחר שהושקעו בו 210 מיליון דולר. ואולם המוזיאון הזה הוא לא רק עסק לילדים. חלק ממנו הוא מכון מחקר מדעי שבמסגרתו פועלים כ-200 מדענים וסטודנטים לומדים בו לתואר שני, שלישי ופוסט דוקטורט.

לדברי שערה, כאשר החוקרים מחפשים חלל ביקום הם מתמקדים באיתור מים על כוכבים. “מים”, הוא אומר, “הם האלמנט החשוב ביותר לחיים ובלעדיהם אורגניזמים לא יתקיימו. בעבר חשבנו שגם השמש והחמצן הם מקור בלעדי לחיים, אבל גילינו, למשל, בקטריות שיכולות לחיות בלא חמצן, שבעצם הורג אותן. גם ההנחה שהשמש חיונית ליצירת חיים התבדתה. גילינו במעמקי הימים שיש אורגניזמים היכולים להתקיים בחושך והם מקבלים אנרגיה וחומרי הזנה מהתפרצויות וולקניות בתחתית האוקיינוסים. אפשר גם שיש אורגניזמים החיים על פלאנטות אחרות, הדורשים משהו אחר ולא מים, למשל, אמוניה או מתאן. אבל אנחנו חייבים להתחיל מנקודת מוצא כלשהי”.

בעשור הקרוב, מוסיף שערה, יישלחו לוויינים ולאחר מכן מעבדות מאוישות בבני אדם או ברובוטים שיביאו מדגמים ממאדים. “אנחנו נוכל להביא ממאדים אבנים, מים ואולי חיים. אין עדיין תוכנית ברורה, אבל זה יקרה מתישהו בין 10 ל-15 השנים הבאות”.

עם זאת, הוא אומר, המשימה במאדים לא תהיה פשוטה. “כדי להגיע לפוטנציאל החיים יהיה צורך לחפור. המים לא קיימים על אדמת מאדים, אלא בתוכו. לחץ האטמוספירה על מאדים נמוך בהשוואה לכדור הארץ, וכאשר מים מופיעים על פני מאדים זה גורם להתאיידות מיידית ולקפיאה שלהם. אנו מצפים שבעומק של מטר עד 100 מטר נוכל למצוא נהרות מים ואולי יהיו בהם חיידקים או אורגניזמים מסובכים יותר”.

אינדיקציה נוספת לכך שאולי יש חיים על מאדים באה ממטאוריט שנמצא באנטרטיקה ב-1994 וחוקרים מעריכים כי הוא הגיע ממאדים. המטאוריט הוא בן מיליארדי שנה. “המטאוריט נשאר בחלל במשך אלפי שנים ואחר כך נפל על כדור הארץ. בתוכו היו חתיכות קטנות של חומר מגנטי שדומה לחומר מגנטי הנמצא בתוך בקטריות בכדור הארץ, ואולם גודל הגרגרים היה קטן הרבה יותר. גודל וסוג כזה של גרגרים לא מוצאים בבקטריות על פני כדור הארץ.
להערכתנו המטאוריט בא ממאדים משום שיחסי האיזוטופים עליו שונים מכל אבן על כדור הארץ והוא דומה למה שאנחנו מעריכים שיש על מאדים. הממצא הזה מצית את הדמיון. ופירוש הדבר שאולי יש בקטריות על מאדים”.

גם אם תימצא בקטריה על מאדים, האם המאמץ הכספי והמחקרי שווה את זה?

“אם נמצא על מאדים חיים, ואפילו חיים פרימיטיוויים, פירוש הדבר שנמצא לפחות חיים פשוטים בכל פינה ברחבי היקום. ומה שאנחנו לומדים מתורת האבולוציה זה שכל צורת חיים שקיימת מתפתחת בכיוון של מורכבות ושל אינטליגנציה כך שהממצא הזה לא יהיה סוף דבר. אם לא נמצא חיים על מאדים המשמעות מבחינתנו היא שחיים הם דבר נדיר ומה שקורה על כדור הארץ הוא יוצא דופן בהשוואה ליקום כולו”.

איפה עוד הקהילה המדעית מחפשת חיים?

“המקום הבא שאנחנו מחפשים חיים הוא בירח של צדק הנקרא אירופה. היתרון שיש לאירופה על פני מאדים הוא שכל הירח הזה הוא ים. הים הזה מצופה בשכבת קרח גדולה בעובי של עשרות קילומטרים. האתגר הוא לנסות ולהגיע לאירופה ולחפור לעומק של אפילו 100 קילומטרים. אז, אנחנו מאמינים, נמצא שם אוקיינוס גדול. טמפרטורת המים יכולה להיות דומה לטמפרטורת המים בתחתית האוקיינוסים בכדור הארץ, וזה כר נרחב לחיים.

“יש אמנם בעיה של חושך בתחתית האוקיינוסים, אבל למרות זאת עדיין יכולים להתקיים חיים. כך מצאנו באוקיינוס השקט שיש בו אורגניזמים בעומק כשחושך מסביב. מקור האנרגיה הוא התפרצויות וולקניות קטנות הנמצאות בתחתית הימים ופולטות חום וחומר אורגני המשמש אוכל לאורגנזימים שחיים בים”.

הבעיה בחיפוש אחר חיים באירופה היא שהמרחק שלו הוא פי חמישה מאשר המרחק של מאדים מכדור הארץ, אומר שערה. אם הטיסה למאדים נמשכת שמונה חודשים הרי שהטיסה לצדק נמשכת כחמש שנים. יש אמנם תוכניות לשלוח חללית שתנחת על אירופה, אך בשלב זה הן אינן ממשיות. ההערכות הן שזה יקרה בעוד 25-20 שנה.

לדבריו, בשני העשורים הקרובים תגדל יכולת האדם לחקור את מרחבי היקום. כך, למשל, בעזרת טלסקופ חללי חדש הנקרא טי-פי-טי יהיה אפשר למצוא פלנטות מהסוג של כדור הארץ בקלות רבה יותר. הטלסקופ החדש ישוגר על פי הערכות ב-2020 ויאפשר לראות פלנטות פי מיליון טוב יותר מאשר טלסקופ האבל. לטלסקופ כושר הפרדה גבוה מאוד ויכולת לאתר פלנטות בעלות אור חלש.

למה חיים יכולים להתקיים רק על פלנטות ולא על כוכבים רגילים?

“הטמפרטורה על כוכבים רגילים – בחלק הכי קר של הכוכב – מגיעה ל-2,226 מעלות צלסיוס וזו טמפרטורה כה גבוהה שרק המולקולות הכי פשוטות יכולות להיבנות עליה. בפלנטות הטמפרטורה היא סבירה הרבה יותר, ובמקרים רבים היא נמוכה מ-526 מעלות, וזה התנאי לכך שתהליך כימי יכול להתבצע ולבנות מולקולה מורכבת”.

השאלה הקריטית הבאה מבחינתנו, אומר שערה, היא אם יש פלנטות אחרות ביקום – חוץ מאלה הקיימות במערכת השמש שלנו – הנעות סביב שמשות. התשובה היא כן. עד 1995 לא ידענו אם יש פלנטות מחוץ למערכת השמש שלנו. מאז 1995 גילו אסטרופיסיקאים כ-80 פלנטות, רובן בגודל של צדק, ואפילו גדולים ממנו, הנעות סביב כוכבים דומים לשמש, הנמצאים במרחק של עד 100 שנות אור מאתנו. כיום מוצאים פלנטה חדשה כמעט בכל שבוע. 80 הפלנטות לא מהוות פוטנציאל לחיים משום שהן, כמו צדק, ענקי גאז הבנויות לרוב ממימן והליום. ואולם, ייתכן שחלק מכוכבי הלכת הקיימים ביקום הם בעלי תנאים שעליהם יכולים להתפתח חיים, או אולי לחלק מהפלנטות יש ירחים שיכולים להיות בעלי תנאים לחיים כמו הירח אירופה.

“אבל חשוב יותר שאנחנו יודעים שהתהליך הבונה פלנטות כמו צדק בונה באותו הזמן פלנטות מהסוג של כדור הארץ. והעובדה שביקום יש הרבה פלנטות הדומות לצדק פירושה שיש סיכוי גדול למצוא פלנטות מהסוג של כדור הארץ. לא גילינו אותן עד היום משום שהן הרבה יותר קטנות. הן פי מאה חלשות מבחינת האור שלהן ופי 300 פחות מסיוויות מבחינת המשקל שלהן. לכן אפקט הגרוויטציה של הפלנטות הרבה יותר חלש, ואז קשה יותר לגלות אותן מכדור הארץ”.

שערה שעבד עד לכניסתו לתפקיד הנוכחי 17 שנה באוניברסיטת ג'ון הופקינס והיה מעורב בטלסקופ החללי האבל, עשה את הדוקטורט שלו באוניברסיטת תל אביב בין השנים 1977-1973 עם הפרופ' גיורא שביב הפועל כעת בטכניון. הוא דובר עברית שוטפת וממשיך לבקר בישראל כמעט כל שנה.

האם העובדה שאתם משקיעים מאמץ רב בפלנטריום שמספק בעצם בידור מדעי להמונים היא לא בבחינת בזבוז זמן לאיש מדע?

“בעשר השנים האחרונות חל שינוי בגישה של קהילת המדענים בתחום שלנו כלפי הציבור הרחב. היום יש הבנה בקהילה האסטרופיסיקאית שחשוב להשקיע בחינוך של הציבור הרחב. הרמה של הבנת המדע בארצות הברית אינה טובה והולכת ויורדת. הגברת העניין בעולם שלנו וביקום יכולה להגביר את העניין של הציבור הרחב בפיסיקה ובמתמטיקה. חוץ מזה, אסור לשכוח שמי שמממן חלק ניכר מהמחקר בתחום אסטרופיסיקה הוא משלם המסים, ועלינו לתת לו משהו בתמורה”.

חיים הנדווקר, הארץ, ניו יורק