מגן ההטיה של מערכת השמש היא בועה מגנטית גדולה הנקראת “הליוספירה”. היא חלק מהשדה המגנטי של השמש. אף אחד לא יודע את הממדים המדויקים של ההליוספירה אבל היא גדולה יותר ממסלולו של פלוטו
אריאל אייזנהנדלר, האגודה הישראלית לאסטרונומיה
אם ראיתם אי פעם “מסע בין-כוכבים” אזי אתם יודעים את חשיבות המגנים: כשמתפוצץ כוכב או כאשר קרן מוות של קלינגון מגיחה לפתע כרומח מהחשכה הקפטן צועק שתי מילים, “להעלות מגנים!”, והכל בסדר. מגני הטיה: אל תצאו מהבית בלי אחד כזה. האמינו או לא אבל למערכת השמש יש גם מגן כזה.
מגן ההטיה של מערכת השמש היא בועה מגנטית גדולה הנקראת “הליוספירה”. היא חלק מהשדה המגנטי של השמש. אף אחד לא יודע את הממדים המדויקים של ההליוספירה אבל היא גדולה יותר ממסלולו של פלוטו (מעריכים כי אורכה הוא כ-100 יחידות אסטרונומיות), כל תשעת כוכבי הלכת נמצאים בתוכה.
ההליוספירה חשובה לחיים על פני כוכב הלכת שלנו. לדוגמא: לפני מספר מיליוני שנים צביר של כוכבים מאסיביים נסחף דרך חלק של שביל החלב שבו אנו נמצאים והכוכבים התפוצצו, אחד אחרי השני, כמו פופקורן. רוב הקרניים הקוסמיות מההתפוצצויות הוטו, ובכך הן חסו על דמויי האדם הקדמונים מאמבטיית קרינה.
אך הבועה אינה מושלמת. בעצם “היא דולפת”, אומר מדען החלל אֶבֵּרְהארְד מוֹאֵבְּיוּס (Eberhard Moebius) מאוניברסיטת ניו-המפשיר. “ישנם דברים שכן חודרים”. (גם במסע בין כוכבים זה מתרחש. לו המגנים היו בלתי חדירים, לא היה מקום לדרמה.) קחו את הקרניים הקוסמיות לדוגמא: הם רסיסי אטומים שנופצו והואצו למהירות האור ע”י התפוצצויות סופר-נובה. ההליוספירה מטה בערך 90% מהן; השאר, 10% החזקים ביותר, חודרים לפנים מערכת השמש. הבועה רגישה עוד יותר לחלקיקים חסרי מטען חשמלי. שדות מגנטיים יכולים להטות חלקיקים טעונים כגון קרניים קוסמיות אבל לא אטומים ומולקולות נייטרליים או חתיכות קטנות של אבק וסלע – היא דלת פתוחה לאלו.
אם כך: זרם של אטומי הליום נייטרליים – “בריזה בין כוכבית,” אומר מואביוס – זורמת לתוך מערכת השמש ברגעים אלו. “הזרם מגיע מכיוון קבוצת הכוכבים קשת. כיוון שהאטומים בזרם אינם טעונים הבועה המגנטית אינה יכולה לעשות דבר כדי לעצור אותם.”
למידת הזרם הוא דבר חשוב כיוון שהוא יכול ללמד אותנו רבות על ההליוספירה: מה גודלה? עד כמה היא דולפת? בנוסף, הזרם יכול ללמד אותנו אודות “דברים” בין-כוכביים שאורבים בחוץ, אומר מואביוס.
הזרם, שנתגלה לפני כ-30 שנה, מנוטר (מפוקח) באופן פעיל ע”י צי חלליות קטן של סוכנויות החלל האמריקאית והאירופית (נאס”א ואיס”א) הכוללות את סוהו (SOHO-Solar & Heliosphere Observatory), EUVE-Extreme Ultraviolet Explorer, אֶייְס (ACE-Advanced Composition Explorer) ובמיוחד יוּלִיסֵס (Ulysses) החוקרת את אזורי הקוטב של השמש. כל אחת מהן מודדת משהו אחר. למשל, ה- EUVEמודדת אור אולטרה-סגול המפוזר מהזרם בעוד שיוליסס דוגמת את הזרם עצמו ע”י תפיסת אטומים ישירות מהזרם.
במשך שנים רבות מאפייני הזרם היו ידועים במעורפל. “אבל היכולת שיש לנו כיום, להביט מקרוב על הזרם בעזרת החלליות המודרניות הללו, עושה את ההבדל,” אומר מואביוס. מואביוס הוביל לאחרונה צוות מחקר במכון הבינלאומי למדע החלל (ISSI-International Space Science Institute) בשוויץ. ע”י שימוש במידע מהחללית הם הצליחו לתאר במדויק את טמפרטורת, צפיפות ומהירות הזרם.
טמפ' הזרם, 6000 מעלות צלזיוס, היא כמעט זהה לטמפ' פני השטח של השמש. אם זאת, חללית הטסה דרך הזרם לא תותך ואפילו לא תרגיש בחום. הגז שבזרם הוא דק מאוד, מסביר מואביוס. “ישנם 0.015 אטומי הליום בכל סנטימטר מעוקב אחד.” לשם השוואה אטמוספירת כדוה”א בגובה פני הים צפופה פי אלף בליון ביליונים (עשר בחזקת 21).
ולבסוף, מהירות הזרם היא 26 ק”מ/שניה שהם בערך 93,000 קמ”ש. מספרים אלה מאשרים את מה שאסטרונומים חשדו בו מזה זמן רב: מערכת השמש מתנגשת בענן בין כוכבי עצום.
רוב האנשים חושבים כי החלל הוא ריק, אבל הוא לא. החלל בין הכוכבים עמוס בענני גז. אורכם של עננים בכדוה”א הוא מספר ק”מ. אורכם של עננים בחלל הוא מספר שנות אור. הם שונים במאפיינים שלהם ונעים משחורים וקרים מאוד לצבעוניים, חמים וקורנים מאוד. כוכבים נולדים בעננים והם משליחים יותר עננים כאלה כאשר הם מסיימים את חייהם. עננים בין כוכביים נמצאים בכל מקום כך שזה לא מפתיע שמערכת השמש נתקלת באחד. השאלה היא: איזה סוג של ענן?
ענן זה, כמו רוב הדברים ביקום, מורכב בעיקר ממימן. אנו יודעים זאת כי המימן קולט צבעים מרמזים מהאור של כוכבים בסביבה. אסטרונומים משתמשים בתכונה זו כדי לעקוב אחר קו המתאר של הענן: רוחבו מספר שנות אור והוא “מחוספס” בקצוות.
שפע המימן שבענן אינו חודר בקלות את ההליוספירה בגלל שאטומי המימן מיוננים ע”י קרינה אולטרה-סגולה בין-כוכבית. אטומי המימן, כמו קרניים קוסמיות, טעונים ולכן הם נעצרים. אטומי הליום, מצד שני, הם לרוב נייטרליים ולכן הם חומקים לתוך מערכת השמש.
למרות שהליום הוא מרכיב קטן של הענן, הוא מגלה לחוקרים על כלל הענן. טמפ' הענן היא 6,000 מעלות צלזיוס, כמו טמפ' זרם ההליום. מהירותו, 26 ק”מ/שניה, זהה גם כן. אם הענן מכיל תערובת מקובלת של מימן והליום – הנחה הגיונית – אזי צפיפותו הכוללת צריכה להיות 0.264 אטומים לס”מ מעוקב.
תעלומה? כלל וכלל לא.
מספרים אלה חשובים. הם חיוניים לגודל ודליפות ההליוספירה. הבועה מנופחת מבפנים ע”י רוח השמש ונדחסת מבחוץ ע”י הענן. זהו מופע של איזון. אם לחץ הענן (פונקציה של טמפ', צפיפות ומהירות) היא גבוהה, הוא גובר על רוח השמש, מקטין את הבועה ומחליש את הגנתנו כנגד קרניים קוסמיות.
מספר חוקרים מאמינים כי בעוד אלפי שנים מערכת השמש תעבור לגמרי דרך ענן זה ותופיע בחריר בחלל בעל לחץ נמוך, שהגיע למצב כזה ע”י סופרנובות לפני מיליוני שנים. ההליוספירה תתרחב ותספק הגנה משופרת כנגד קרניים קוסמיות.
אח”כ…. מי יודע? ענן נוסף יכול לעבור ולכווץ את הבועה שוב. בסופו של דבר צוות המחקר של ה-ISSI יכול להגיד לנו כיצד תגיב ההליוספירה.
להעלות מגנים? להוריד מגנים? זה כבר לא מדע-בדיוני.
