חגורות העננים הכהות והבהירות הן סימן ההיכר של צדק. כעת מתברר כי הן מגיעות לעומקים של כ- 3,000 ק"מ. צילום: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M.Gill

 

מי היה הראשון שגילה את צדק? גלילאו גלילֵיי היה אמנם הראשון שהפנה לעברו טלסקופ בתחילת המאה ה-17, אך כוכב הלכת הגדול במערכת השמש היה מוכר לאדם גם מאות שנים קודם לכן. למעשה, שמו הנוכחי באנגלית ניתן לו כבר על ידי הרומאים במאה הראשונה לפני הספירה על שם יופיטר מלך האלים וביוון העתיקה הוא נקרא על שם זאוס. יחד עם זאת, מאז ימי הקדמונים ועד משימת החלל ג'ונו של סוכנות החלל האמריקאית – נאס"א, ההיכרות עם כוכב הלכת נותרה שטחית: איש לא ידע מה קורה מתחת למעטה העננים הסמיך. כעת, בעזרת נתונים חדשים שהתקבלו מהחללית המקיפה את צדק כל 53 יום מאז יולי 2016, מדעני מכון ויצמן למדע ושותפיהם מפזרים את מסך העננים ומשיבים על אחת השאלות הוותיקות במדעים הפלנטריים: מה מהות הפסים אותם ראה גלילאו לפני מאות שנים, ומה עומק האטמוספרה של צדק המאופיינת בזרמי סילון חזקים?

בשלושה מאמרים שיתפרסמו מחר בכתב-העת המדעי Nature, מראים החוקרים כי רוחות הסילון החזקות ממזרח למערב – אותן חגורות עננים כהות ובהירות המזוהות עם צדק – עמוקות בהרבה מכפי ששיערו ומגיעות לעומקים של עד כ-3,000 ק"מ. הסערות אדירות-הממדים על פני צדק אשר משתוללות כבר אלפי שנים, מהוות שכבה אטמוספרית אדירה. מהחישוב של פרופ' יוחאי כספי, מהמחלקה למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת, המוביל את אחד המאמרים שיתפרסמו מחר ב-Nature ,ושותפו לקבוצת המחקר, מדען הסגל ד"ר אלי גלנטי, עולה כי מסת האטמוספרה של צדק מהווה כאחוז אחד מהמסה של צדק כולו. "זה יותר מכל מה שחשבו וממה שהיה מוכר בכל פלנטה אחרת במערכת השמש. לשם השוואה, האטמוספרה של כדור הארץ היא פחות ממיליונית מהמסה של כדור הארץ", אומר פרופ' כספי הנמנה על הצוות המדעי המוביל את משימת החלל לצדק, לצד קבוצה מצומצמת של כ-40 מדענים מכל העולם.

משדה כבידה לשדה רוחות

חישוב עומק הרוחות וממדי האטמוספרה של צדק התאפשר הודות לשילוב בין מדידה מדויקת של שדה הכבידה באמצעות גל רדיו הנשלח מהחללית אל כדור הארץ, לבין מודל תיאורטי של פרופ' כספי המחבר בין שדה הכבידה לשדה הרוחות. המדידות הראשונות שהגיעו מג'ונו הציגו אסימטריה בשדה הכבידה של צדק בין צפון לדרום – בדומה לאסימטריה ברוחות שניתן לזהות כבר ברמת העננים. פרופ' כספי מסביר: "לכאורה, אין סיבה לכך ששדה הכבידה של צדק יהיה אסימטרי בין צפון לדרום. שדה הכבידה של כדור הארץ הוא אסימטרי, בגלל הנוכחות של יבשות שהיא אסימטרית בין חצי הכדור הצפוני והדרומי. אבל במקרה של צדק מדובר, בקירוב, בכדור גז המסתובב בחלל, אז מנין האסימטריה? ההנחה היא כי אסימטריה זו נובעת מאסימטריה בזרמים באטמוספרה". ואולם יצירת הזיקה בין האסימטריה בכבידה לאסימטריה בזרמי הסילון הייתה רק נקודת המוצא לחישוב עומק הרוחות.

חצי הכדור הדרומי כפי שנקלט במצלמה של ג'ונו ממרחק של כ-33 אלף ק"מ. צילום: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Sean Doran

 

אבל בכך לא הסתפקו החוקרים. בהמתנה לתוצאות המדידה של ג'ונו, פיתחו בחמש השנים האחרונות פרופ׳ כספי וד"ר גלנטי מודל המאפשר לתרגם את שדה הכבידה לשדה רוחות, וכך לספק תיאור הרבה יותר מפורט ומתוחכם – לא רק מספר כללי לעומק הרוחות, אלא פרופיל שלם: כיצד הרוח משתנה כפונקציה של העומק, ומתי ואיך היא דועכת. ד"ר גלנטי מסכם את הממצאים: "בשורה התחתונה, אפשר לומר כי הפרופיל שאנחנו רואים בחוץ – הפסים המוכרים על פני צדק – ממשיכים אל תוך הפלנטה לעומק של 2,000-3,000 ק"מ. ממצאים אלה רחוקים מלהיות מובנים מאליהם: הייתה בהחלט אפשרות שמדובר בשכבת עננים מאוד דקה שמתחתיה יש מבנה אחר לגמרי של רוחות, או שאולי בכלל שום דבר לא זז. לא היה ברור שהאטמוספרה כל כך עמוקה".

המצלמה של ג'ונו מתעדת את ההשתנות של פני השטח של כוכב הלכת מהקוטב הצפוני לדרומי ב-95 דקות. צילום: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M.Gill

כמו כפפה ליד

במסיבת עיתונאים שערכה נאס"א במאי 2017 אמר סקוט בולטון, החוקר הראשי של משימת "ג'ונו", בהתייחס לנתונים הראשונים שהחלו להגיע מהחללית: "אנחנו מגלים כעת שרבות מההשערות שלנו לגבי מה שקורה במעמקי צדק היו שגויות, ואולי אפילו נאיביות". אמירה מרחיקת לכת זו זכתה לכותרות ברחבי העולם. עם זאת, בכל הנוגע לשדה הרוחות, ההשערות היו דווקא מדויקות ביותר. אומר פרופ' כספי: "זו המדידה החד-משמעית ביותר שהגיעה בינתיים מג'ונו. ממצאים אחרים, הנוגעים למשל לשדה המגנטי ולליבה, דורשים עוד נתונים אשר מצטברים ככל שג'ונו מקיפה את צדק. במקרה הזה שאלנו שאלה וענינו עליה באופן מלא. יותר מכך, המודל התיאורטי שבנינו התאים למציאות שגילינו בצדק כמו כפפה ליד. כל ארבעת המספרים שחזינו למומנטים האי-זוגיים נמדדו במדויק. אנחנו כל הזמן צובטים את עצמנו כדי לוודא שלא מדובר בחלום ומנערים את המודל שוב ושוב במשך חודשים, אבל התוצאה נותרת חד-משמעית".

במאה ה-17, התצפיות של גלילאו גליליי היוו פריצת דרך אשר תרמה להבנה כי כדור הארץ אינו במרכז היקום. על תגלית זו לצד תגליות אחרות, שילם גלילאו בחייו. גם אם דרמטיים – וטרגיים – פחות, לגילויים החדשים אודות האטמוספרה של צדק – ולגילויים הצפויים אודות המבנה הפנימי שלו – עתידות להיות השלכות על ההבנה כיצד נוצרים כוכבי לכת ואיך נוצרה מערכת השמש. בינתיים המדידות של ג'ונו ימשיכו לזרום לכדור הארץ לפחות עד שנת 2020 ויזינו את החוקרים בנתונים שיאפשרו לעדכן את המודלים התאורטיים הקיימים.

ניר מועלם

ניר מועלם

עורך חדשות, ערוץ 20.
ניר מועלם