שני אסטרונומים טוענים כי כשהשמש נוצרה, היא היתה בהירה יותר ומסיווית יותר מכפי שהיא היום
מאת: מרקוס צ'און
מאדים של ימינו הוא שממה קפואה ומוכת רוחות, אך פני השטח של כוכב הלכת נושאים סימנים חד-משמעיים לתקופות חמימות יותר. לפני פחות מארבעה מיליארדי שנים, נהרות ענק שצפו בערבותיו; ימים רדודים לקקו את שפות מכתשיו; קשתות בענן נמתחו מעל קניונים עצומים כל כך, שאפילו הערוצים שהתפצלו מהם היו גדולים יותר מהגרנד קניון.
אך תור הזהב של מאדים מעמיד בעיה קשה לפני החוקרים של כוכבי הלכת. לפי הגרסה המקובלת על התפתחות השמש, היא היתה בצעירותה הרבה פחות בהירה מכפי שהיא היום. לפי סברה זו, לא ייתכן אביב על מאדים. הכוכב האדום היה צריך להיות קפוא מאז ומתמיד, שרוי בחורף תמידי.
כעת, שני אסטרונומים הגו פתרון אפשרי לפרדוקס של מאדים. לדברי ג'וליאנה סאקמן, מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה בפסדינה, וארנולד בותרויד מאוניברסיטת טורונטו, ייתכן שהדעה המקובלת בין החוקרים על השמש המוקדמת שגויה באופן בסיסי. “ייתכן”, טוענים השניים, “שהשמש הצעירה היתה בהירה יותר מכפי שהיא היום”.
הסיבה לסברה שהשמש הצעירה היתה חיוורת יותר מכפי שהיא היום נעוצה בתהליכים המתקיימים בליבת השמש. תגובות גרעיניות בליבה ממירות מימן – היסוד הקל ביותר – להליום, היסוד השני הכי קל, וכתוצאה מכך הליבה מצטמקת ומתחממת. התגובות הגרעיניות הסולאריות – שתוצר הלוואי שלהן הוא אור השמש – מאיצות עם עליית הטמפרטורה. כך, ככל שהשמש מזדקנת, היא מפיצה יותר אור. כדי להגיע למידת הבהירות הנוכחית, היה על השמש להיות עם לידתה, לפני 4.55 מיליארד שנה, חיוורת ב-%30 מכפי שהיא היום.
כיצד ייתכן, אם כך, שהשמש הצעירה היתה בהירה יותר מכפי שהיא היום? יש רק אפשרות אחת: אם היא היתה מסיווית יותר משסברו החוקרים עד כה. הטמפרטורה בלב השמש – ומכאן, מהירות התגובות הגרעיניות המייצרות אור – תלויה במאסת החומר הלוחץ על הליבה. לדברי סאקמן ובותרויד, אם מניחים שמאסת השמש בלידתה היתה גדולה רק ב-%7 מכפי שהיא היום, הרי שהיא היתה בהירה ב-%50 יותר משסברו עד כה – כלומר, בהירה ב-%5 יותר מכפי שהיא היום.
לדברי החוקרים, היה די בכך כדי לחמם את מאדים במידה שהיתה מאפשרת למים לזרום על פני השטח שלו בלי לקפוא; זאת עד לפני 3.8 מיליארד שנה. אז, לפי סברת חוקרי כוכבי לכת, הפסיד כוכב הלכת במאבק על שמירת האטמוספירה שלו, ומת. לשמש מסיווית יותר יש יתרון נוסף. שמש כזאת היתה לופתת את כוכבי הלכת בכוח כובד גדול יותר ומושכת את כדור הארץ ואת מאדים קרוב יותר לחומה.
אך אם השמש הצעירה אכן היתה מסיווית יותר, לאן נעלמה כל המאסה? היא אבדה בחלל, אומרים החוקרים. הדבר עשוי היה לקרות רק בהשפעת רוח השמש. כיום, הוריקן של גז דליל, הנע במהירות 1.6 מיליון קמ”ש, נושב מפני השמש אל החלל. אך שני האסטרונומים מעלים את ההשערה שכשהשמש היתה צעירה רוח השמש היתה חזקה פי אלף מאשר היום. רוח במהירות זו היתה מאפשרת לשמש הצעירה להשיל בכל מיליון שנה מאסה הגדולה פי 10 ממאסת כדור הארץ, וכך להצטמצם לגודלה הנוכחי.
בתפישה המקובלת של התפתחות השמש, ההמרה ההדרגתית של מימן להליום בליבת השמש גורמת לה, כאמור, להגביר את בהירותה ככל שהיא מזדקנת. אך בתרחיש של סאקמן ובותרויד, אובדנה המתמיד של מאסה באמצעות רוח השמש אדירת העוצמה גרם לשמש להחוויר במשך מיליארד עד שני מיליארד שנותיה הראשונות. בשלב מסוים התהפכה המגמה ומאז השמש הולכת ונעשית בהירה יותר.
ייתכן שיהיה אפשר לבחון את התיאוריה החדשה בניסוי. אם אכן השמש היתה מסיווית ובהירה יותר בינקותה, הרכבה הפנימי שונה מכפי שמקובל לחשוב. שינוי בהרכב הפנימי היה משפיע על מהירותם של גלי קול בשמש – ואת זאת ניתן לבחון באמצעות בחינת התנודות של השמש, בשיטה המכונה הליוסייסמולוגיה. “אנחנו חושבים שבקרוב, אחרי שהשיטה תשופר, אפשר יהיה לאשש או להפריך את התיאוריה שלנו”, אמר בותרויד.
* הכתבה הופיעה במקור בהארץ. אתר הידען היה באותה תקופה חלק מפורטל IOL
