לא רק התמונות של וב – השבוע בחלל

הסיפורים הטובים ביותר מַדָע

איך מתכננים את זמן התצפית של טלסקופ החלל? מה גרם לפיצוץ בטיל של ספייס-אקס? מהיכן ימריא הטיל הראשון ממאדים? ואיך מוצאים חורים שחורים בלי לקום מהספה? סיפורי השבוע מרחבי היקום

הסיפור הגדול של השבוע היה כמובן חשיפה לציבור של התמונות המדעיות הראשונות שצילם טלסקופ החלל ג’יימס וב. התמונות המרהיבות כללו צילום של ערפילית שדרית, שם מתרחשים תהליכי היווצרות של כוכבים רבים; צילום מרשים של צביר הגלקסיות SMACS 0723 הממחיש את יכולתו של הטלסקופ לצלם באיכות גבוהה יעדים רחוקים במיוחד; צילום של מקבץ הגלקסיות המכונה “חמישיית סטפן” ובו רואים ארבע גלקסיות בשלבים של תהליך התמזגות, וכן חור שחור פעיל; צילום כפול, בשני אורכי גל, של “ערפילית הטבעת הדרומית”, שאינה ערפילית אלא כוכב שהתנפח ל”ענק אדום” בתהליכי גסיסתו; ומדידה ספקטרומטרית המעידה שיש אדי מים באטמוספרה של כוכב הלכת הלוהט Wasp-96b, וממחישה את היכולת של הטלסקופ לבצע מדידות רגישות כאלה במרחק של יותר מאלף שנות אור.

למעשה, לא מדובר בתמונות המדעיות הראשונות, אלא בעיבודי תמונות שנועדו להמחיש את היכולות המרשימות של הטלסקופ. התמונות שפורסמו במהלך קפדני של יחסי ציבור מורכבות כל אחת מעשרות ואף מאות תמונות, שנבחרו מתוך צילומים רבים עוד יותר שהטלסקופ כבר התחיל לצלם בחודש האחרון. כעת, לאחר החגיגות שאכן עוררו עניין רב בתקשורת וברשתות החברתיות, ייכנסו מפעילי הטלסקופ לשגרת עבודה שוטפת, המתמקדת יותר בעבודה המדעית ופחות ביחסי ציבור.

את יעדי התצפית של הטלסקופ בוחרים מדענים. כל מדענית או מדען שמעוניינים בזמן תצפית של טלסקופ החלל יכולים להגיש בקשה, ובה עליהם לפרט את מטרת הצפית שהם מבקשים, את הערך המדעי שלה וכמובן את הדרישות הטכניות. ועדות מדעיות בוחנות את כל הבקשות, והתצפיות המאושרות מועברות למכון המדעי של טלסקופ החלל (STScI) בבולטימור, שמרכיב בפועל את תוכנית העבודה, מבחינת חלוקת הזמן ומיקום הטלסקופ, כך שלא יהיה צורך בהזזות רבות שלו בין התצפיות. תוכנית העבודה של הטלסקופ לשנתו הראשונה אושרה כבר לפני כשנה וחצי, וכוללת 266 תוכניות מחקר ויותר מ-6,000 שעות תצפית. העדיפות הראשונה היא לצוותי מחקר מהמדינות השותפות בטלסקופ: ארצות הברית, האיחוד האירופי וקנדה, אך בהמשך יוקצה זמן תצפית לחוקרות וחוקרים מכל העולם.

טלסקופ החלל ג'יימס וב והדגמות של מגוון יכולותיו | איור: NASA, ESA, Ann Feild (STScI)
טלסקופ החלל ג’יימס וב והדגמות של מגוון יכולותיו | איור: NASA, ESA, Ann Feild (STScI)

משחקים באש

פיצוץ לא צפוי אירע השבוע בטיל שאמור לשגר את החללית הענקית “סטארשיפ” (StarShip) של חברת ספייס-אקס (SpaceX) לטיסת הבכורה שלה לחלל. בעת בדיקת מנועים של טיל בוסטר 7מסדרת Super Heavy, התלקחה לפתע אש, וגרמה ככל הנראה לשריפה בכן השיגור. איש לא נפגע, והטיל הענקי נשאר בשלמותו על כן השיגור, אך עדיין לא ברור מה מידת הנזק לטיל ולמתקן השיגור של החברה בדרום טקסס. הניסוי לא נועד לבחון התנעה של 33 מנועי הטיל העוצמתיים, מה שהיה מחייב את החברה לדווח עליו מראש, אלא כנראה רק חלק משלבי ההתנעה של מנוע אחד מתוכם. “זה לא טוב” הודה בעלי ספייס-אקס, אילון מאסק (Musk) בציוץ בטוויטר. עם זאת, החברה לא מסרה בינתיים פרטים נוספים על נסיבות התקלה ועל תוצאותיה.

לפני כחודש קיבלה חברת ספייס-אקס את אישור מינהל התעופה האזרחית לשיגור הסטארשיפ וטילי Super Heavy מאתר “בוקה צ’יקה” בדרום טקסס, בכפוף לעמידה בשורת תנאים, רובם נוגעים לצמצום הפגיעה בסביבה. האישור סלל את הדרך להכנות לשיגור טיסת הניסוי של החללית, שאמורה להתבצע בחודשים הקרובים, ולהצבת הטיל שלה על כן השיגור לבדיקות.

הפיצוץ כפי שתועד בשידור של NASA מהניסוי (מתרחש כ-43:15 דקות מתחילת הסרטון):

בסיס החלל הראשון על מאדים

רכב השטח האמריקאי פרסבירנס (Perseverance) ממשיך לחקור את כוכב הלכת מאדים, וגם להכין את השטח למשימת המשך, שמתוכננת להביא בפעם הראשונה דגימות קרקע ממאדים לבחינה בכדור הארץ. השבוע אסף רכב המחקר דגימת קרקע עשירית למשלוח לכדור הארץ. הדגימות מאוחסנות בבטנו בתוך מכלי מתכת גליליים, כשהתוכנית היא שבסופו של דבר ישאיר הרכב את עשרות הגלילים עם הדגימות באתר שבו תנחת בעתיד חללית איסוף, תעמיס אותם, ותהיה כלי הרכב הראשון שמשוגר ממאדים בחזרה לכדור הארץ. אף על פי שמשימת איסוף כזו, המשותפת לסוכנויות החלל של ארצות הברית ושל אירופה, נמצאת רק בשלבי תכנון ראשונים, אחת המשימות של פרסבירנס היא לבחון אתרי נחיתה מתאימים בעבורה. מתכנני המשימה מחפשים אתר שטוח ורחב, בקוטר 120 מטרים לפחות, בלי שיפועים חדים ונטול סלעים גדולים מ-20 סנטימטר, כדי להבטיח נחיתה בטוחה ויציבה, שתאפשר לרכב הנחיתה להמריא בחזרה. הצוות איתר בצילומי לוויין אתר פוטנציאלי, ורכב השטח, בין שאר המשימות המדעיות, צילם אותו לאחרונה מהקרקע. “בסופו של דבר צילומי לוויין יכולים לתת מידע מוגבל”, אמר אל צ’ן (Chen), מהנדס המערכת של משימת איסוף הדגימות בנאס”א. “עכשיו יש לנו כמה צילומי תקריב של האזור הזה, וסביר מאוד שהוא ייכנס לרשימה הסופית של אתרי נחיתה פוטנציאליים למשימת האיסוף”.

אתר הנחיתה שצילם רכב השטח פרסבירנס | צילום: NASA/JPL-Caltech
הפעם לא מחפשים נופים מעניינים, אלא אזור שטוח ומשעמם ככל האפשר. אתר הנחיתה שצילם רכב השטח פרסבירנס | צילום: NASA/JPL-Caltech

בוחנים את איינשטיין

סוכנות החלל האירופית השלימה בהצלחה שיגור דגם חדש של טיל השיגור הבינוני “וגה” (Vega), בעל ארבעה שלבים. הטיל המשופר של חברת אריאן (Arianspace), וגה C, הוא בעל מנועים חזקים יותר וכושר נשיאה גדול יותר בהשוואה לקודמיו: הוא מסוגל לשאת מטען של 2.3 טונות למסלול בגובה 700 קילומטר מעל כדור הארץ, לעומת כ-1.5 טונות בדגם הקודם. הטיל הראשון מדגם זה שוגר ביום רביעי מבסיס החלל האירופי בקוּרוּ שבגיאנה הצרפתית, והציב במסלול את לוויין המחקר האיטלקי LARES-2. הלוויין הוא כדור דחוס של סגסוגת ניקל, שבו משובצים עשרות רפלקטורים – מחזירי אור המעוצבים כך שיחזירו את הקרן בדיוק לכיוון שממנו הגיעה. באמצעות מדידות לייזר מדויקות של מיקומו מתכננים המדענים לחקור בדיוק רב יותר השפעות של כבידת גוף גדול – במקרה זה כדור הארץ עצמו – על המרחב-זמן, ולכן גם על הכבידה המתווה את מסלול הלוויין. הסטיות הקטנות מהמסלול המדויק של הלוויין נגזרות מהיחסות הכללית של איינשטיין, אך קשה למדוד אותן בלוויינים רגילים, משום שהם נתונים גם להשפעות אחרות – למשל כוח הגרר של האטמוספרה, המושפע בין השאר משינויי טמפרטורה. כדי למזער השפעות כאלה, משתמשים בלוויין שהוא כדור מתכת כבד וצפוף.

שיגור הבכורה של Vega-C מגיאנה הצרפתית | צילום: ESA – S. Corvaja
טיל חדש עם מטען מדעי מעניין. שיגור הבכורה של Vega-C מגיאנה הצרפתית | צילום: ESA – S. Corvaja

לחפש חורים שחורים מהסלון

חורים שחורים הם עצמים קוסמיים מרתקים, אבל גם חמקמקים וקשים לגילוי. חור שחור הוא מה שנותר מכוכב גדול שסיים את הדלק הגרעיני שלו, והמסה שלו נדחסה בנפח זעיר בעל כבידה כה חזקה, שגם האור אינו יכול להימלט ממנה. מכיוון שהם אינם פולטים שום אור אי אפשר לראות אותם, והצילומים של חורים שחורים מבוצעים באמצעות תיעוד מורכב בגלי רדיו של החומר שנמצא סביבם, כמו שנעשה לאחרונה עם החור השחור במרכז שביל החלב.

אחת הדרכים לגלות חורים שחורים היא לתפוס אותם בשעת בליעה של כוכבים אחרים: כשעצם אחר עובר ליד החור השחור הוא נלכד בכבידה החזקה ונשאב לתוכו. החומר של הכוכב נע אל החומר השחור במהירות כה רבה, שהוא פולט קרינת רנטגן, ואת החתימה הזו אפשר לזהות בטלסקופים מתאימים. אבל מה קורה בזמן שהחור השחור אינו בולע כוכב? במקרה כזה אפשר לזהות אותו בזכות הכבידה החזקה, שמכופפת קרני אור העוברות בסביבתו, וגורמות למה שנראה כמו שינוי במקומם של הכוכבים שמהם הגיע האור, או הגדלה שלהם. איתור שינויים כאלה בתצפיות דורש כוח מיחשוב עצום, שלא מצוי ברשותם של רבים מהחוקרים. לכן החליטו חוקרים משתי אוניברסיטאות בבריטניה, האוניברסיטה הפתוחה ואוניברסיטת סאות’המפטון, לפנות במקום זאת לציבור הרחב.

החוקרים ריכזו נתונים מעשרת שנות תצפית של מערך הטלסקופים SuperWasp, הסורק את השמיים בחיפוש אחר כוכבי לכת במערכות שמש אחרות. הם הקימו אתר ייעודי לקהל הרחב שבו מפורסמים נתונים מהתמונות, והציבור מוזמן לבחון את הגרפים ולאתר שינויים שעשויים להעיד על קיומם של חורים שחורים. “החורים השחורים מהסוג שאנו מחפשים בהחלט קיימים, אבל עד היום לא מצאנו אותם”, אמר האסטרונום אדם מקמאסטר (McMaster), אחד ממובילי המיזם. “החיפוש הזה אמור לספק לנו רמזים ראשונים לכמה חורים שחורים כאלה יש, החגים בשקט סביב כוכבים, בתקווה שבעתיד נבין טוב יותר כיצד מערכות כאלה נוצרות”.

הדמיה של חור שחור מעוות את מראה הכוכבים ברקע | מקור: NASA’s Goddard Space Flight Center; background, ESA/Gaia/DPAC
הדמיה של חור שחור מעוות את מראה הכוכבים ברקע | מקור: NASA’s Goddard Space Flight Center; background, ESA/Gaia/DPAC

Leave a Reply

Your email address will not be published.