החללית ג'ונו שאמורה להגיע השבוע לצדק צפויה לפתור כמה שאלות יסוד על כוכב הלכת הענקי ולספק תובנות חדשות על היווצרותם של כוכבי לכת

יופיטר הוא שמו הרומי של זאוס, ראש אלי האולימפוס במיתולוגיה היוונית לכן החליטו חכמי קדם להעניק את שמו לכוכב הלכת הגדול ביותר, שבעברית קיבל את השם צדק. על פי סיפורי המיתולוגיה, יופיטר היה אל רב מעללים לא רק בשדה הקרב והשלטון אלא גם בתחומי האישות, והירבה להתעסק עם אלות, נימפות ואף בנות תמותה. יופיטר נהג להסוות את מעשיו בשלל תחפושות ואמצעי הסתרה אחרים. לימים התברר שגם מהבחינה הזאת שמו ושל כוכב הלכת קלע למטרה: צדק אפוף מעטה כבד של עננים, שמקשה מאוד לתהות על קנקנו. במיתולוגיה, היחידה שהצליחה להעמיד את יופיטר במקומו, והיטיבה גם לראות את צפונות לבו, הייתה אשתו (וגם אחותו) האלה יוּנוֹ, שבמיתולוגיה היוונית שמה הֶרָה ובהגייה האמריקאית היא ג'ונו (Juno). לכן בחרה נאס"א בשם הזה לחללית הלא מאוישת שאמורה לחקור את צפונותיו של כוכב הלכת הענק.

שאלות מסקרנות
צדק, כוכב הלכת החמישי מהשמש, הוא הגרם השמיימי הגדול ביותר במערכת השמש שלנו, פרט כמובן לשמש עצמה. קוטרו כ-140 אלף קילומטר, פי 11 בערך מקוטר כדור הארץ, והוא כבד פי 318 בערך מכוכב הלכת שלנו. אדם ששוקל 70 ק"ג על כדור הארץ היה מרגיש שמשקלו יותר מ-170 ק"ג לו היה עומד על פניו של צדק.

אולם אי אפשר לעמוד על פניו של צדק, משום שהם אינם קיימים. כוכב הלכת העצום הזה מורכב מגז דחוס, בעיקר מימן והליום, ומי שינסה לעמוד עליו פשוט ישקע פנימה עד שהלחץ האדיר ימעך אותו לחלוטין. לכן אסטרופיזיקאים נמנעים בדרך כלל מלמדוד ביחידות מרחק את הגובה של חלליות מעל צדק, משום שאין לו קו ברור התוחם אותו, אלא אומדים את הגובה באטמוספרות כלומר לחץ הגזים בנקודה מסויימת.

מה שמחזיק את הגזים האלה הוא בין השאר מהירות הסיבוב האדירה של צדק. למרות גודלו העצום, היממה שלו קצרה בהרבה משל כדור הארץ והוא משלים סיבוב סביב עצמו בתוך פחות מעשר שעות ארץ (9:55:30 שעות, ליתר דיוק). השנה של צדק, לעומת זאת, ארוכה בהרבה משלנו, והקפה אחת שלו סביב השמש נמשכת כמעט 12 שנות ארץ.

האטמוספרה של צדק, כמו כוכב הלכת עצמו, מורכבת בעיקר ממימן ומהליום, אך מכילה גם כמויות קטנות של גזים אחרים, בהם מתאן, אמוניה וגופרית. בגלל הרכבו של כוכב הלכת חלקים שונים באטמוספרה שלו מסתובבים במהירות שונה. התופעה הזאת מצטרפת למשטר של רוחות עזות שמעיפות את ענני הגזים במהירות של מאות קמ"ש ועושות את זה בכיוונים מנוגדים בקווי רוחב שונים. זה מה שמקנה לצדק את מראה הפסים המעורבלים בצבעים שונים.

תופעה מרתקת נוספת היא הכתם האדום הגדול – סופת מערבולת אדירה המתחוללת באטמוספרה של צדק וקוטרה עולה פי שלושה בערך על קוטר כדור הארץ. הסופה הזאת משתוללת כבר יותר מ-350 שנה, ואפשר שגם הרבה יותר, אבל קודם לכן לא היו טלסקופים טובים מספיק שיאפשרו להבחין בה. גודלה וצבעה של הסופה משתנים עם הזמן, והמדענים אינם יודעים עדיין בוודאות מה מחולל סופה כזאת ומדוע היא נמשכת זמן כה רב.

שאלה מסקרנת נוספת נוגעת לליבה של צדק. כוכב הלכת מורכב כאמור מגזים, ויש מחלוקת בין חוקרים אם במרכזו יש גם ליבה מוצקה. בשנים האחרונות מתגלים במערכות שמש אחרות יותר ויותר כוכבי לכת דומים בגודלם לצדק, וכנראה דומים לו גם בהרכבם. פתרון שאלת הליבה עשוי לפיכך לשפוך אור על דרך היווצרותם של כוכבי לכת כאלה בכל רחבי היקום.

כבידה וגלי רדיו
למרות השאלות הרבות והמסקרנות, צדק נחקר מעט יחסית. תצלומי התקריב הראשונים שלו נעשו בשנות ה-70, כשחלליות פיוניר התקרבו למרחק של עשרות אלפי קילומטר ממנו. בסוף אותו עשור חלפו סמוך אליו גם חלליות ווייאג'ר (Voyager) אך הן צילמו אותו ממרחק של מאות אלפי קילומטרים. עוד כמה חלליות חלפו במשך השנים קרוב יחסית לצדק, וניצלו את הכבידה שלו כדי להאיץ את מסען ליעדים אחרים, אך הן צילמו אותו רק ממרחק גדול מאוד, של מאות אלפי קילומטר ואף למעלה מכך.

החללית היחידה שנכנסה למסלול סביב צדק היתה גלילאו, ששוגרה ב-1989 והגיעה לענק הגזי כעבור כשש שנים. היא הקיפה את כוכב הלכת במשך שמונה שנים, ולמרות תקלת תקשורת חמורה הצליחה להעביר 14 אלף תמונות של צדק וירחיו. גלילאו גם שיגרה לוויין קטן שנבלע באופן מתוכנן בתוך צדק ושידר בפעם הראשונה מידע מתוך האטמוספרה שלו. בסופו של דבר זכתה גם החללית עצמה לגורל דומה ונשלחה להתרסק בתוך צדק ב-2003, כדי להימנע מזיהום אפשרי של ירחיו הגדולים אם במקרה יש בהם חיים או סימני חיים.

ב-2011 שיגרה נאס"א את ג'ונו, החללית הבאה שאמורה לחקור את צדק מקרוב, ואם הכל יתנהל כשורה היא תיכנס למסלול סביבו בדיוק ביום העצמאות ה-240 של ארה"ב, ב-4 ביולי השנה. החללית אמורה לספק מידע רב על כוכב הלכת ועל האטמוספרה הפנימית שלו, בין השאר באמצעות ספקטרומטר רגיש מכשיר שמאפשר לנתח מרחוק את ההרכב הכימי של הגזים.

ג'ונו אמורה גם לנסות לפתור את שאלת הליבה, באמצעות מדידות מדויקות של שדה הכבידה של צדק. במדידות האלה שותף חוקר ישראלי, ד"ר יוחאי כספי ממכון ויצמן למדע. "המכשיר שאנו משתמשים בו הוא משדר של גלי רדיו. אנו יכולים למדוד בדיוק רב את הגלים שהוא משדר מכל נקודה סביב צדק, ואם אנו מזהים שינויים בדפוס הגלים באזור מסוים אפשר להסיק שהם נגרמים משינויים בכבידה באזור הזה", הוא מסביר. "אחרי שמנטרלים גורמים אחרים שעשויים להשפיע גם הם על הגלים, כמו הרוחות של צדק, אפשר לשרטט מפת כבידה ובאמצעותה לבחון את פיזור המסה בעומק כוכב הלכת, כדי להבין אם יש לו ליבה מוצקה או לא". כספי ועמית המחקר ד"ר אלי גלנטי יופקדו על החישובים המורכבים בניסיון לדלות את הנתונים האלה מתוך שפע המידע שתשדר החללית.

החללית אמורה להיכנס תחילה למסלול רחוק יחסית מצדק, ורק בעוד כמה חודשים תתחיל את החלק המדעי העיקר של המשימה, שבו תחוג במסלולים אליפטיים מאוד סביב צדק כך שכל הקפה תימשך כשבועיים: היא תתקרב עד למרחק של כ-4,000 ק"מ מכוכב הלכת לזמן קצר, ובקצה הרחוק של המסלול תגיע עד לכ-300 אלף ק"מ ממנו. בכל מעבר קרוב היא תאסוף נתונים רבים על אזור שונה בכוכב הלכת, והם יצורפו לנתונים שנאספו בשנים האחרונות בשיטות אחרות.

נוסף על הניסיון לפענח את סוגיית הליבה יפעלו החוקרים לאסוף מידע רב על משטר הרוחות המרתק של צדק ועל עומקה של שכבת העננים. "אנו רוצים לפענח באמצעות המדידות במכשיר שלנו את הדינמיקה של שכבת העננים", מסביר כספי. "האתגר הגדול הוא להפריד בין שינויי האות הנובעים מרוחות עזות והפרעות אחרות לבין השינויים הנובעים מהכבידה.

הבנה טובה של משטר הרוחות על צדק תסייע גם להבין תופעות אטמוספריות נוספות. "צדק ושבתאי הן מערכות אידיאליות לחקר דינמיקה אטמוספרית, משום שיש בהם רק גזים, בלי התסבוכות של ים ויבשה כמו שיש בכדור הארץ", מסביר כספי. "שם אנו יכולים להתבונן רק על הדינמיקה של הגזים, וכך אולי גם נבין טוב יותר תופעות מקומיות כמו הכתם האדום הגדול, ואיך זה שהסופה הזאת נמשכת כל כך הרבה שנים".


הזדמנות של פעם בחיים לחקור את צפונותיו של כוכב הלכת הענק. ד"ר יוחאי כספי | צילום: איתי נבו

מכשיר ישראלי
המשימה של ג'ונו צפויה להימשך כשנתיים, ואז יזכה צדק למנוחה, אם כי לא ארוכה. בשנת 2030 אמורה להגיע אליו חללית נוספת, Juice. זו משימה של סוכנות החלל האירופית שמתוכננת לשיגור ב-2022 ומיועדת לחקור את הירחים של צדק, ובין השאר לנסות לגלות אם יש מים נוזלים מתחת לשכבת הקרח העבה שמכסה את פניהם.

גם במשימה הזו אמור כספי להמשיך לחקור את האטמוספרה של צדק עצמו, הפעם בעזרת מכשיר ישראלי – שעון קוורץ מדויק מאוד שבונה חברת AccuBeat הירושלמית במימון סוכנות החלל הישראלית. "השעון, שנבנה בעלות של כחמישה מיליון דולר, יסייע לנו למדוד בדיוק רב עיכובים במעבר של גלי רדיו דרך האטמוספרה של צדק", הוא אומר. "מדידות כאלה יאפשרו לנו למפות בדיוק רב את האטמוספרה ולהבין תופעות שמתרחשות בה".

המידע הרב שצפוי להגיע בקרוב מכוכב הלכת צדק עשוי לספק תובנות חדשות על ענקי הגזים במערכת השמש שלנו, וגם על היווצרותם של כוכבי לכת בכלל. "משימות כאלה מספקות למדען הזדמנות חד-פעמית לבדוק מקרוב את התיאוריות שלו, לאשש או להפריך אותן", אומר כספי. "אנו לא יודעים מה נגלה, ויכול מאוד להיות שיצוצו שאלות חדשות בעקבות הממצאים. זה מה שיפה – המשימה הזו תפתח אופקים חדשים למדע". 

0 תגובות