כוכבי שביט: הנוודים המלכותיים של מערכת השמש

במעבדה לחֵקר שביטים באוּניברסיטת ת"א יוצרים שביט מלאכותי כדי ללמוד על תכונותיו ועל השפעתו על תחילת החיים בכדור הארץ
שתף: 
  • ציור כוכב שביט מעשה ידיה של רומינה לודנה (בת 11) במסגרת סדרת עבודות בערוץ הפליקר Hubble ESA | ציור: Romina Ludena
 
כוכבי שביט הם גרמי השמיים מלכותיים ומיוחדים במערכת השמש שלנו: המסלול שהם עושים סביב השמש אינו כשל שאר כוכבי הלכת, הזנב שהם משאירים אחריהם עם התקרבותם לשמש הוא כמו שובל גלימה בלתי נגמר, והם אחראיים לגשמי המטאורים מעת לעת, בכל פעם שחלקיקי זנב השביט נכנסים לאטמוספרה של כדור הארץ ומתלהטים בשמים כ"כוכבים נופלים". אבל זה לא הכל. הם גם מחזיקים באחד המפתחות החשובים להבנת מערכת השמש בכלל והתפתחות החיים כאן בכדור הארץ בפרט. זו אחת הסיבות שבאוניברסיטת תל אביב מייצרים במעבדה כוכבי שביט מלאכותיים קטנים.
 
כוכבי שביט הוא גוף קטן יחסית (עד מאה ק"מ קוֹטרוֹ) הסובב סביב השמש, כאמור- יש שביטים שחוזרים אלינו פעם בכמה עשרות שנים, ויש שחוזרים פעם בכמה מאות או אפילו אלפי שנים. רוב השביטים אינם נראים לעין שאינה מצוידת בטֵלֶסקוֹפּ. לעיתים אפשר להבחין בשביט חולף בשמי הלילה ממקום חשוך. כיום מוּכּרים למדענים כמה אלפי שביטים הסובבים סביב השמש, אך ככל הנראֶה יש הרבה יותר. 
 
צילום השביט Lovejoy משנת 2014 | קרדיט: John Vermette
 

מקור השביטים
 

באוניברסיטת תל אביב קיימת מעבדה מיוחדת שחוקרת את השביטים לעומק. את המעבדה הֵקים פרופסור עקיבא בר־נון, מדען ישראלי חשוב, שנפטר לפני כשנה. בר־נון היה חוקר שביטים וכוכבי לכת והמנהל השלישי של סוכנות החלל הישראלית בשנים 1993 - 1989. כיום הד"ר דיאנה לאופר מנהלת את מעבֶּדֶת השביטים. 
"יש שלושה אזורים שמהם מַגיעים שביטים במערכת השמש", מסבירה עדי ניניו־גרינברג, דוקטורנטית חוקרת במעבדה לחקר שביטים. "יש שביטים באזור הסמוך לצדק, כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש. רחוק יותר, מֵעבר למסלול של נֶפּטוּן (רהב), נמצאת חגורת קוִיפֶּר המַקיפה את מערכת השמש שיש בה עשרות אלפי שביטים וגם כמה כוכבי לכת ננסיים כמו פלוטו. עוד יותר רחוק, סביב כל מערכת השמש, נמצא 'ענן' של שביטים המכוּנה ענן אוּרט". 
 
לפעמים, כוח כְּבידה של גרמי שמיים מנתק שביט או כמה שביטים מהחגורה או מהענן, והם מתחילים את מסעם לכיוון השמש. כאשר השביטים מתחממים מעט בגלל הקִרבה לשמש, הקרח שלהם "ממריא", כלומר הופך ישירות לגז. גם גזים אחרים שכלואים בין מולקולות הקרח משתחררים. גזים אלה, בליווי אבק, הופכים לזנבו היפה של השביט.
 
 
איור שביט משנת 1552 | אמן לא ידוע
 
 
איור שביט משנת 1552
 

ההפצצה הגדולה

 
לכאורה, אין משהו מעניין במיוחד בשביטים. הרי מלבד המראה המרשים שלהם כשהם מתקרבים לשמש, אלה בסך הכול גושים של קרח "מלוכלך", אבנים, אבק וגזים שמסתובבים להם מיליוני שנים בין הכוכבים. 
 
"השביטים הם כמו אתר ארכֵאולוגי של מערכת השמש. אם נבין את התהליכים שבהם נוצרו השביטים לפני מיליארדי שנים, נבין טוב יותר את התנאים שהיו פה זמן קצר לאחר שנוצרה מערכת השמש", אומרת ניניו־גרינברג. 
 
"הממצאים מראים כי לאחר היווצרותו של כדור הארץ, במאות מיליוני השנים הראשונות לקיומו, הוא ממש 'הופצץ' בשביטים ובאסטרואידים מהחלל – ולכן התקופה הזאת נקראת 'ההפצצה הגדולה'. התברר כי חלק מהמים של האוקיינוסים על פני כדור הארץ הִגיע בתקופה זוֹ משביטים, וגם חומרים אחרים – כמה מהם אורגניים. לכן אנחנו סבורים שייתכן כי השביטים שפגעו בכדור הארץ תרמו ליצירת החיים עלי אדמות".
 
כדור הארץ הקדום היה מקום אלים וסוער מאוד אך כך הבשילו התנאים להתפתחות החיים על פניו
 
 

הגשושית רוֹזֶטה חוקרת

 
עכשיו אנחנו מְבינים מדוע נהיו השביטים מוקד מחקר חשוב. עד כדי כך שלפני כשלושים שנה ישבה חבורה בינלאומית של מדענים, ובהם פרופ' עקיבא בר־נון, ותכננה משימה שאפתנית – שליחת גָּשׁושית (חללית זעירה ולא מאוישת) לשביט כדי לחקור אותו בדקדקנות. 
 
לאחר שנים רבות של עבודה ותכנון יצאה התוכנית אל הפועל – הגשושית רוזטה שוגרה לחלל על משגר הלוויינים הצרפתי האדיר אריאן 5. כעשר שנים ניווטה רוזטה בחלל עד שהִגיעה לבסוף אל השביט צ'וריומוב-גרסימנקו והחלה לחקור אותו בשנת 2014. 
 
הגשושית הִקיפה אותו, צילמה אותו ואף שיגרה אליו נחתת בשם פַילֵיי. הנחתת – רובוט קטן ומתוחכם - הייתה אמורה לרדת אל פני השביט, להיאחז בו (מכיוון שלגוף כה קטן אין כמעט כוח משיכה) ואז לקדוח בו ולבדוק את מִבנהו, את הֶרכּבו ותכונות נוספות שלו.   
 
"השביט הזה נראֶה כמו ברווז או כמו איש שלג בגובה ארבעה קילומטרים", מתארת ניניו־גרינברג. "ייתכן שהוא עשוי משני שביטים שהתחברו זה לזה". אבל פיליי לא הִצליחה להיאחז בשביט. היא קיפצה על פניו, ולבסוף צנחה לתוך נקיק, והִפסיקה לעבוד אחרי מעט יותר מיומיים... אלה דברים שקורים לפעמים במשימות מחקר מורכבות שאליהן נשלחים רובוטים. אבל בזמן הקצר שפעלה הנחתת, היא ביצעה חלק ניכר מהמשימות שלה. 
 
הגשושית רוזטה, לעומת זאת, הֵביאה לגילוי ממצאים מעניינים מאוד. "רוזטה גילתה חנקן בקרח של השביט", מספרת ניניו־גרינברג. "מִמצא זה מֵעיד שהשביטים נוצרו בטמפרטורות נמוכות מאוד, מינוס 240 מעלות צלזיוס". 
 
עוד מצאה רוזטה בשביט חומרים אורגניים, חמצן, גזים אצילים וחומצת אמינו אחת בשם גליצין. אפשר להסיק מכך שייתכן כי שביטים מסוגו של שביט צ'וריומוב-גרסימנקו תרמו כמה מהחומרים האורגניים והמים לכדור הארץ. 
 
רוזטה סיימה את משימתהּ סביב השביט לאחר שנתיים, ובזמן הזה היא שלחה לכדור הארץ תצלומים רבים מאוד ומידע חשוב. בעזרת מידע זה נערכים ניסויים ומחקרי שביטים ברחבי העולם, וגם במעבֶּדת השביטים של אוניברסיטת תל אביב.
 
החללית רוזטה והנחתת פילאי מתקרבות לכוכב השביט
 

מייצרים שביט במעבדה

 
כפי שוודאי הבנתם ממשימתהּ של רוזטה, לא פשוט לחקור שביטים. איננו יכולים פשוט לשלוח חלליות ורובוטים לכל שביט שמסתובב במערכת השמש – יש רבים כאלה, והתקציב שיידרש לכך יהיה אסטרונומי. 
 
הפִּתרון הוא לחקור היטב את הֶרכב השביטים, ולאחר מכן לחקות במעבדה, באופן מבוקר, הרכבים דומים. "במעבדה שלנו באוניברסיטת תל אביב אנחנו מייצרים את דוגמת הקרח האופיינית לשביט – קרח שבתוכו כלואים גזים. ה'שביט' שלנו נמצא בלחצים נמוכים מאוד ובטמפרטורה נמוכה מאוד", מסבירה ניניו־גרינברג. 
"אנחנו מחממים את הקרח של ה'שביט' שיצרנו, וכאשר מולקולות המים מתחממות, הן מתחילות להסתדר בכל מיני צורות גבישיות, והגז הכלוא ביניהן משתחרר. כך אנחנו מייצרים שביט מלאכותי ויכולים לעשות עליו ניסויים ולבדוק את ה'חיים' שלו במסלולו האֵליפטי סביב השמש". 
 
אז האם השביטים, שהם למעשה מֵעין אתר ארכאולוגי בין־כוכבי המאפשר לנו לגלות מה קרה בתקופה הקדוּמה שנוצרה בה מערכת השמש, באמת אחראים במידה מסוימת להיווצרות החיים על כדור הארץ? ייתכן שהמחקרים של פרופ' בר־נון וצוותו יטילו אור נוסף על השאלה המרתקת הזאת, ויעזרו לנו להבין טוב יותר את מקור החיים על כוכב הלכת הקטן שלנו.
 
 
 
הכתבה פורסמה בגליליאו צעיר גיליון ינואר 2018, ביוזמת סוכנות החלל הישראלית שבמשרד המדע, לכבוד שבוע החלל הישראלי. הגיליון יחולק במסגרת אירועי שבוע החלל וניתן לקרוא אותו גם אונליין כאן>>
 

אולי תאהבו גם

{{new.img.alt}}
{{new.start}}
{{new.body}}