המידע הראשוני שאספה החללית ג’ונו, שנכנסה למסלול סביב צדק בשנה שעברה, היה שונה מאד ממה שציפו לו החוקרים. בין היתר הוא מצביע על כך שלצדק יש ליבה ענקית במרכזו, אך היא “מטושטשת” ואין הפרדה ברורה בינה ובין שכבת המימן שמעליה; נתגלתה נביעה מסתורית של אמוניה, העולה ממעמקי האטמוספירה באזור קו המשווה; השדה המגנטי העוצמתי של צדק נוצר ככל הנראה קרוב יותר לפני צדק מהמצופה; והקטבים של כוכב הלכת מראים תצוגה כאוטית ולא מוסברת של סופות ציקלון ענקיות.
החללית ג’ונו נכנסה בשנה שעברה למסלול סביב צדק, ואתמול חוקרי נאס”א פרסמו את הממצאים הראשונים שאספה החללית, במהלך ההקפות הראשוניות שלה סביב כוכב הלכת. החוקרים קיוו אמנם שהנתונים ילמדו אותם יותר על האטמוספירה, המבנה הפנימי והשדה המגנטי של כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש, אך נראה שהמידע מג’ונו רק מוסיף לשאלותיהם, ומפורר את המודלים הקיימים שלהם לגבי אופיו של צדק.
“קורים פה כל כך הרבה דברים שלא ציפינו להם, עד שהיינו חייבים לקחת צעד אחורה ולחשוב על זה כצדק חדש לגמרי”, אמר ג’ון בולטון, החוקר הראשי של משימת ג’ונו, ממרכז המחקר הדרום-מערבי בסן אנטוניו, טקסס.
הממצאים פורסמו במספר רב של מאמרים נפרדים, 2 בכתב העת Science ומקבץ של 44 מאמרים בכתב העת Geophysical Research Letters.
ג’ונו שוגרה בשנת 2011 לחלל, ולאחר מסע של חמש שנים הגיעה לצדק ב-4 ביולי 2016. מאז היא הספיקה לבצע רק שש הקפות סביבו, וזאת בשל אופיו הייחודי של מסלולה סביבו. החללית מקיפה את צדק במסלול קוטבי ומוארך מאד בן 53 יום. הנקודה הרחוקה ביותר במסלול מגיעה למרחק של מיליוני ק”מ מצדק, בעוד הנקודה הקרובה ביותר במסלול מגיעה למרחק של כ-3,500 ק”מ בלבד מעל ענני צדק.
הקטבים הכאוטיים של צדק
ייתכן כי אם היו מראים לנו את התמונות היפייפיות שג’ונו צילמה מהקטבים של צדק, בלי לדעת שג’ונו היא זו שצילמה אותן, לא היינו מזהים כלל שמדובר בצדק. זאת מפני שבאזור הקטבים רצועות העננים המוכרות של צדק נעלמות, ובמקומן מתגלה ריקוד של עשרות סופות ציקלון עצומות מימדים, חלקן בגודל של כדור הארץ כולו, וכן סופות אחרות בעלות צורה כאוטית לגמרי.
בולטון ציין שהחוקרים לא בטוחים אם מה שהם רואים בקטבים הוא מצב יציב: “אנחנו מתלבטים לגבי האופן שבו הן [הסופות] נוצרות, כמה יציבה הקונפיגורציה הזו, ומדוע הקוטב הצפוני של צדק לא נראה כמו הקוטב הדרומי”, אמר. “אנחנו בוחנים האם זו מערכת דינמית, והאם אנו רואים רק שלב אחד, ושלאורך השנה הבאה נראה אותה נעלמת, או שזו קונפיגורציה יציבה, והסופות הללו מסתובבות אחד ליד השנייה?”.
האטמוספירה של צדק אינה אחידה כפי שציפו החוקרים
אחת הערכות החוקרים הייתה שבשל היותו עשוי גז, צדק יהיה אחיד בשכבות העמוקות יותר של האטמוספירה שלו – אך המידע הראשוני של ג’ונו שולל הנחה זו, ומצביע על כך שגם בשכבות העמוקות יותר של האטמוספירה יש מורכבות וגיוון רב. “הרעיון שמרגע שאתה יורד מתחת לאור השמש הכל יהיה אחיד ומשעמם היה שגוי לחלוטין. זה למעשה משתנה מאד לפי המקום שמסתכלים עליו”, אמר בולטון, לפי דיווח של ה-BBC.
כדי לחדור מבעד למעבה העננים החיצוני, ג’ונו מודדת את קרינת המיקרו שנפלטת מצדק, שמאפשרת לה “להסתכל” עד לעומק של כ-350 ק”מ.
ג’ונו חשפה בשיטה זו שכבה עמוקה של אמוניה, שנמשכת עד לקצה שדה הראייה של החללית, ואולי הרבה מעבר לכך. זאת ועוד, מתוך שכבת האמוניה המסתורית מתרומם “עמוד” של אמוניה אל מעלה האטמוספירה באזור קו המשווה, ולחוקרים אין ממש הסבר טוב לכך.
בולטון השווה את רצועת האמוניה המשוונית לתופעה דומה מעט בכדור הארץ, שמכונה “תא הדלי“, ובה אוויר באזור קו המשווה עולה מעלה, נופל חזרה לקרקע או לים ועולה מחדש. אולם, בולטון הדגיש, לצדק אין לא קרקע מוצקה ולא ים, ולכן ההסבר לתעלומת האמוניה צריך להיות שונה.
השדה המגנטי ה”מחוספס” של צדק
לצדק יש את השדה המגנטי החזק ביותר במערכת השמש. סביבת ההשפעה שלו (המגנטוספירה), נפרשת לאורך מיליוני קילומטרים, ומגיעה עד מסלולו של כוכב הלכת שבתאי.
המודל הרווח בקרב החוקרים הוא שהשדה המגנטי של צדק נוצר כתוצאה מתנועה של מימן מתכתי בשכבות הפנימיות של כוכב הלכת (תהליך דינמו). המימן המתכתי נוצר עקב הלחץ העצום במעמקי צדק, שגורם לו להתנהג כמו נוזל מוליך חשמלית.
ג’ונו יכולה למפות את השדה המגנטי לפרטי פרטים, הודות לקרבה הרבה שמסלולה מביאה אל צדק. המידע שאספה החללית מראה שהשדה המגנטי “מחוספס”, כפי שהחוקרים מכנים זאת. באזורים מסוימים, היכן שהם ציפו שהשדה יהיה חזק יותר, הוא היה חזק כפליים, בעוד באזורים שהם ציפו שהוא יהיה חלש – הוא היה חלש יותר מהמצופה.
לפי החוקרים, ממצאים אלו מצביעים על כך שהמקור של השדה המגנטי קרוב יותר לפני השטח – וייתכן אף שהוא נוצר מעל שכבת המימן המתכתי. זה כמובן ידרוש לתקן את המודלים הקיימים לאופן שבו השדה המגנטי נוצר במעמקי צדק.
האם לצדק יש ליבה במרכזו? ג’ונו רק מסבכת את השאלה
חוקרי צדק התווכחו במשך שנים בין שני מודלים מרכזיים לגבי מבנהו הפנימי של צדק – אחד מהם שיער את קיומה של ליבה במרכז צדק, שמסתה כמה כדורי ארץ, בעוד המודל השני שיער שלצדק לא תהייה כלל ליבה.
הוויכוח על קיום הליבה, או היעדרה, עמד במרכזה של סוגייה עמוקה יותר – אופן היווצרותו של צדק. המודל הראשון משער שצדק נוצר מהתגבשות של חלקיקי קרח וסלע לגוף ראשוני, שספח אליו את גז המימן וההליום בדיסקה הקדם-פלנטרית, ממנה נוצרה מערכת השמש לפני כ-4.5 מיליארד שנה. המודל השני, לעומת זאת, טוען שצדק נוצר בדומה לשמש, מקריסת הגז של הדיסקה הקדם-פלנטרית אל תוך עצמו.
גם במקרה הזה, נראה ששני המודלים לא כל כך תואמים לממצאים.
מנתוני השדה הכבידתי של צדק, אותו מיפתה החללית באמצעות מדידת שינויים קלים במסלולה בקרבת צדק, החוקרים מעריכים שלכוכב הלכת יש אמנם ליבה מרכזית, אך שונה מאד מזו שחזו. גודלה עשוי להגיע עד לחצי מקוטרו של צדק, ואופיה אינו ברור ממש – “מטושטשת” (Fuzzy), כך מכנים אותה החוקרים. הליבה, לפי ההשערה החדשה, לא מופרדת בצורה ברורה משכבת המימן שמקיפה אותה, ומדוללת בה.
אורות הקוטב של צדק מתנהגים הפוך מאורות הקוטב של כדור הארץ
לג’ונו, שמסלולה מעביר אותה מהקוטב הצפוני לקוטב הדרומי של צדק, יש יכולת מצוינת לחקור גם את אורות הקוטב שלו. אורות אלו דומים מאד לאורות הקוטב של כדור הארץ, אך הם מגמדים אותם מבחינת גודל ועוצמה.
התופעה נגרמת בשל חלקיקים אנרגטיים שמוסעים על ידי השדה המגנטי, מתנגשים במולקולות באטמוספירה וגורמים להן לזהור.
ג’ונו גילתה שבחלקן, אורות זוהר הקוטב בצדק נוצרות על ידי אלקטרונים שנעים כלפי חוץ – מתוך האטמוספירה אל עבר החלל, בעוד בכדור הארץ התנועה היא הפוכה לגמרי – מהחלל אל תוך האטמוספירה.
“זה שינוי של 180 מעלות”, אמר ג’ק קונרניי, החוקר הראשי של תחום המחקר המגנטי במשימת ג’ונו, במסיבת עיתונאים טלפונית שערכה אתמול נאס”א.
טבעות צדק מפנים
הטבעות הפלנטריות הגדולות והידועות ביותר הן כמובן אלו של כוכב הלכת שבתאי, אך גם לשאר ענקי הגזים, ובהם צדק, יש טבעות.
ג’ונו, שעוברת בתוך הטבעת המרכזית של צדק במסלולה סביבו, הצליחה לצלם לראשונה את הטבעת מבפנים, כשעד כה חלליות אחרות שחקרו את צדק צילמו אותה מבחוץ.
הצילום המיוחד של ג’ונו בוצע על ידי ממפה הכוכבים שלה, שמאפשר לה להתמצא במרחב. בצילום ניתן לראות שכיפת השמיים בצדק לא שונה מזו שבכדור הארץ – במעלה התמונה נראה הכוכב ביטלג’וז, ובתחתית מצד ימין נראית חגורת אוריון.
ענני קרח גבוהים עשויים מאמוניה ומים
בחלק מהצילומים של ג’ונו, כמו זה שלמעלה, ניתן לראות עננים קטנים יחסית, הנראים יותר כמו נקודות לבנות קטנטנות, שגודלם מוערך בכ-50 ק”מ. העננים הללו נמצאים גבוהה באטמוספירה, וניתן לקבוע זאת מכיוון שהם מטילים צל על סביבתם. העננים עשויים בעיקר מחלקיקי קרח של אמוניה וקצת קרח מים, ועשויים להוות מקור לברקים.
לג’ונו יש עוד עבודה רבה לפניה
כל 46 המאמרים שפרסמו החוקרים התבססו ברובם על היעפים הבודדים הראשונים של ג’ונו סביב צדק, ולחללית יש עוד הקפות רבות שהיא צפויה להשלים עד לסיום משימתה.
ביעף הבא שלה בקרבת צדק, ב-11 ביולי, החללית תעבור בפעם הראשונה מעל הכתם האדום הגדול – הסופה הענקית והמפורסמת ביותר של צדק, שסוערת כבר מעל ל-300 שנה. החללית תוכל לחקור את שורשיה העמוקים של הסופה, ולנסות להבין כיצד היא פועלת ואיך שרדה זמן כה רב.
ג’ונו אינה החללית היחידה שחוקרת ענק גזים בימים אלו: החללית קאסיני נמצאת כעת בשלב האחרון של משימת המחקר שלה סביב שבתאי. החללית נכנסה בשלב הזה למסלול שמזכיר מאד את זה של ג’ונו – מסלול אליפטי ומוארך שמביא אותה קרוב מאד לכוכב הלכת. שיטה זו תאפשר גם לה לחקור את הרכבו הפנימי של שבתאי ואת קטביו.
החוקרים מקווים בעתיד להשוות את הממצאים של קאסיני וג’ונו, ולהבין טוב יותר את הסיבות לשונה ולדומה בין כוכבי הלכת הענקיים. אחד ההבדלים הברורים שניתן לראות בין שבתאי וצדק הוא הקטבים שלהם: לשבתאי משושה ענק בקוטב הצפוני שלו, שבמרכזו ישנה סופת ציקלון ענקית בודדה. לא כך בצדק, והחוקרים עדיין לא מצאו סיבה ברורה לכך.
- להודעה של נאס”א
- למאמרים בכתב העת Geophysical Research Letters
- למאמר הראשון בכתב העת Science, למאמר השני
ראו עוד בנושא באתר הידען:
5 תגובות
רציתי לדעת אם מישהו יכול להסביר לי, אם היקום מתרחב כל הזמן ואנחנו למעשה מסתכלים על העבר- קדימה, האם יש דבר כזה להתבונן אחורה? איפה אנחנו נמצאים באמצע? בהתחלה? בסוף? אני מבין שכל המרחב מתרחב כמו בועה לכל כיוון ככה שכל כיוון שנסתכל הוא למעשה קדימה או אחורה בזמן, מה שאומר שאנחנו המרכז? או שיש כיוון שהיקום בו התרחב יותר רחוק מאיתנו או פחות רחוק מאיתנו?
מרתק.
כל הכבוד על מאמר מעניין ובהיר.
תודה רבה
מאמר מצויין
מאמר מרתק, כתוב בצורה זורמת ויוצרת ענין. התמונות מעלפות.
מחכה בקוצר רוח למאמר הבא בנושא 🙂
תודה רבה רבה!