ממפים את השמיים: כיצד התחלנו להבין את היקום

יש מי שרואים באסטרונום ההלניסטי הִיפַּרְכוֹס גדול האסטרונומים של העת העתיקה. מעט ידוע על חייו, אך מחקריו הרבים הותירו רושם שלא חלף גם כעבור יותר מאלפיים מאתיים שנה. מלבד היותו אבי הטריגונומטריה, תרומותיו האסטרונומיות כוללת את יצירת קטלוג הכוכבים הראשון, בו תיעד את תצפיותיו באשר למיקומי כוכבים; גילוי נקיפת כדור הארץ – התנועה המחזורית של ציר הסיבוב של כדור-הארץ שבה כיוונו משתנה ביחס לגרמי שמיים אחרים; מדידות של מיקומם ותנועתם של השמש והירח; ויצירת סולם דרגות לעוצמת אור הכוכבים, שבבסיסו משמש אסטרונומים גם כיום.

האסטרונום הפרסי עבד אל-רחמן אל-סופי יוצר את “ספר כוכבי השבת״ - אטלס כוכבי השמיים. הספר מרכז מידע מדויק על מיקומם, בהירותם ואף צבעם של למעלה מאלף כוכבים המאורגנים לפי קבוצות, תוך הסתמכות על ספרו הנודע של האסטרונום היווני תלמי, האלגמסט. אל-סופי ביקש לעדכן את העבודה של תלמי בהתאם לידע שהצטבר בידי אסטרונומים ערבים. בספר, שנכתב בערבית, נכלל התיעוד והאיור הראשון של גלקסיית אנדרומדה, שאותה מתאר אל-סופי כ״ענן קטן״.

מלך קסטיליה אלפונסו העשירי אוסף בטולדו צוות מלומדים להכנת לוחות לחיזוי מיקומם של השמש, הירח וכוכבי הלכת. הלוחות האלפונסיניים היו הלוחות האסטרונומיים הפופולריים באירופה, וגם קופרניקוס השתמש בהם בעבודתו. הצוות של אלפונסו, שכלל יהודים כמו גם מלומדים מקורדובה, סביליה, גאסקוני ופריז, עדכן למעשה לוחות שהוכנו ב-1080 על ידי אסטרונומים ערבים על בסיס המודל הקוסמי של תלמי. לפי אנקדוטה לא אמינה במיוחד, כשאלפונסו שמע על המערכת המורכבת של תלמי, המציבה את כדור-הארץ במרכז היקום, אמר: ״אם אלוהים היה מתייעץ אתי לפני הבריאה, הייתי ממליץ לו על משהו פשוט יותר״.

האסטרונום האנגלי אדמונד היילי מזהה לראשונה שביט מחזורי. מאז אריסטו ההנחה הרווחת היתה ששביטים הם הפרעות אטמוספריות, ורק ב-1577 טיכו ברהא הפריך קביעה זאת. היילי הוכיח באמצעות חוקי ניוטון ששלושה שביטים שהופיעו במאות ה-16 וה-17 הם למעשה שביט אחד החוזר מדי 76 שנה – השביט שכיום קרוי על שמו. הוא גם חזה את שובו ב-1758 – מה שאישש לראשונה את קיומם של גופים שאינם כוכבי לכת שמקיפים את השמש. יש הטוענים שכבר בתלמוד זוהה השביט כמחזורי על ידי רבי יהושע בן חנניה: ״כוכב אחד לשבעים שנה עולה ומתעה את הספנים״.

גרמי השמיים העיקריים שעניינו את צייד השביטים הצרפתי שארל מסייה, היו (ניחשתם...) שביטים. מה שתסכל אותו היו כל שאר העצמים בשמי הלילה שהפריעו לו בחיפושיו. הפיתרון שהוא מצא: להכין רשימה שלהם. התוצאה: קטלוג שמיפה 45 ערפיליות וצבירי כוכבים, והפך לאבן דרך באסטרונומיה תצפיתית. הקטלוג קיבל חיים משל עצמו כאשר אסטרונומים נוספים המשיכו לעדכנו וכיום הוא כולל 110 עצמים והינו מוכר לכל חובב אסטרונומיה.

המוזיקאי והאסטרונום האנגלי ויליאם הרשל מגלה את אורנוס, כוכב הלכת הראשון שלא היה מוכר לקדמונים. למעשה, אורנוס נצפה כמה וכמה פעמים בעשורים שקדמו לתגלית, אך פעם אחר פעם הוא הוגדר ככוכב. כשהרשל זיהה לראשונה את אורנוס הוא גם טעה בסיווג, והגדירו כשביט. הרשל כתב לנביל מסקלני, שתיקן את טעותו, אך גם כשאסטרונומים נוספים הצטרפו להערכה שמדובר בכוכב לכת, הוא המשיך והתעקש להציג את תגליתו כשביט. רק לאחר שהאסטרונום הרוסי אנדרס ג׳והן לקסל חישב את מסלולו של הגוף השמימי, התקבלה הכרעה ודאית באשר לזהותו, ולבסוף גם מגלה כוכב הלכת השתכנע.

האסטרונום הסיציליאני ג'וזפה פיאצי מגלה את האסטרואיד הראשון, קרס, מבלי לדעת זאת כלל. הקולגות שלו העריכו שזהו כוכב הלכת שאותו הם מחפשים בין צדק ומאדים, בעקבות תחזיות שמוצאן בסוף המאה ה-16. הם היו כבולים להנחה שהם עצמם כנראה ידעו שהיא אינה מוצדקת מדעית. ולמרות זאת, זהותו השגויה של קרס נותרה ברשומות במשך חצי מאה! לימים התברר שקרס, שנקרא על שמה של האלה הפטרונית של סיציליה, הוא בכלל אסטרואיד אחד מני רבים בחגורת האסטרואידים. אבל צחוק הגורל: ב-2006, לאחר שפלוטו הוגדר מחדש ככוכב לכת ננסי, גם קרס הוגדר ככזה.

האסטרונום הגרמני יוהאן גוטפריד גאלה מגלה את נפטון לפי חישובים מתמטיים קודמים. לאחר שבתחילת המאה ה-19 חישובים הצביעו על סטייה במסלול אורנוס המעידה על השפעתו של גוף עלום, המתמטיקאי האנגלי ג׳ון קאוץ׳ אדאמס חישוב מסלול של כוכב לכת שמיני שיסביר את הסטייה. המתמטיקאי הצרפתי אורבן לה-ורייה ביצע חישוב דומה, ושלח את גאלה למצוא את כוכב הלכת. במהרה התגלה נפטון במרחק מעלה מחישובי לה-ורייה, ועשר מעלות מאלו של אדאמס. בסוף שנות התשעים התגלעה מחלוקת בין צרפת ובריטניה לגבי הקרדיט בעקבות חשיפת מסמכים של אדאמס, אך כיום מוסכם שלשני המתמטיקאים מגיעה הכרה.

האסטרונום האמריקני קלייד טוֹמְבּוֹ מגלה את פלוטו בתצפית במצפה הכוכבים לואל באריזונה, ובכך משלים את תשעת כוכבי הלכת הקלאסיים. החיפושים אחר כוכב לכת תשיעי החלו לאחר גילוי נפטון; מדענים העריכו שכוכב לכת נוסף מסביר סטיות במסלולם של נפטון ואורנוס. ב-1909 החל פריוול לואל לחפש אחר כוכב לכת זה - עד מותו. החיפושים במצפה הכוכבים חודשו רק ב-1929 בהובלת קלייד טומבו, בחור בן 23. פחות משנה לאחר מכן, בעקבות צילום שיטתי של השמיים שמטרתו זיהוי של הבדלים במיקומי הכוכבים בתצלומים, טומבו גילה את פלוטו. החל מ-2006 נחשב פלוטו כוכב לכת ננסי.

האסטרונומים הקנדים ברוס קמבל, ג׳ ווקא וסטיבנסון יאנג מגלים לראשונה כוכב הלכת מחוץ למערכת שמש - תגלית שמקבלת את אישורם של חוקרים אחרים. בשל מוגבלויות המכשירים בהם השתמשו באותה העת, ובשל האפשרות שמדובר בכלל בכוכב מסוג ננס חום, הם לא מיהרו להכריז על גילוי כוכב לכת, כך שבמשך מספר שנים היתה אי-ודאות בקהיליית המחקר באשר לזהות העצם. רק ב-2003 זכו התצפיות הראשוניות לאישוש והתברר שאכן מדובר בכוכב לכת המקיף את הכוכב Gamma Cephei, הידוע גם כאלראי.

מתגלה הגוף הראשון בחגורת קוּיְפֶּר, אסופת גופים הנעים סביב השמש מעבר למסלולו של כוכב הלכת נפטון. הגוף זכה לשם 1992 QB1 וגילויו מסמל את הצטרפותה של משפחה חדשה של גופים למערכת השמש. כבר בשנות השמונים, מודלים ממוחשבים חיזקו את ההשערה בדבר קיומה של ״חגורה״ זו. דיוויד ג׳וויט וג׳יין לו גילו את הגוף בתצפיותיהם ממצפה כוכבים בהוואי. הם הציעו לקרוא לתגליתם ״סמיילי״, אך השם כבר ניתן לאסטרואיד אחר הקרוי על שמו של האסטרונום צ׳רלס סמיילי.