מדענים ישראלים מקדמים את הצטרפות המדינה לשותפות ESO, אחד הגופים המובילים בעולם בתחום האסטרונומיה התצפיתית

באוגוסט 2016 הגיעה ידיעה מדעית לכותרות הראשיות של כמעט כל כלי התקשורת בעולם: גילוי של כוכב לכת דמוי ארץ סביב השמש הקרובה ביותר למערכת השמש שלנו, פרוקסימה קנטאורי. הגילוי המרעיש נעשה בעזרת ספקטרומטר מדויק ומשוכלל במיוחד, המותקן בטלסקופ גדול של מצפה הכוכבים האירופי הדרומי – ESO – פרויקט משותף ל-16 מדינות אירופיות, המקים ומפעיל מערך של טלסקופים מהשורה הראשונה המוצבים בצ'ילה, וצופים אל השמיים הדרומיים.  

כוכב לכת תאום ארץ סביב השמש השכנה בעיני אמן | איור: ESO/M. Kornmesser
גילוי שהגיע לכותרות הראשיות בכל העולם: כוכב לכת תאום ארץ סביב השמש השכנה בעיני אמן | איור: ESO/M. Kornmesser

ספקטרומטר הוא מכשיר המאפשר למדוד בדיוק רב את הרכב גלי האור, במקרה זה האור הנקלט בטלסקופ. המדידות מאפשרות לזהות תנודות זעירות בסיבוב הכוכב סביב עצמו, ועל בסיסן לקבוע אם יש עצם נוסף החג סביבו, ומשפיע על הסיבוב. בשנת 2020 פרסמו מדעני ESO ראיות לקיומו של כוכב לכת נוסף סביב פרוקסימה קנטאורי, רחוק הרבה יותר מהכוכב עצמו. הפעם המדידות הרגישות לא נעשו בעזרת ספקטרומטר, אלא בטלסקופ הרדיו ALMA, מערך אנטנות משוכלל המאפשר לבצע מדידות מדויקות מאוד. מדידות חוזרות של תנודות הכוכב עם ספקטרומטר משוכלל עוד יותר שהותקן לאחרונה בטלסקופ, איפשר לגלות ממש בשבועות האחרונים סימנים שיש גם כוכב לכת שלישי במערכת הזו.

מערך הטלסקופים של ESO לא משמש רק לגילוי כוכבי לכת במערכות שמש אחרות. בשנת 2002 פרסם צוות בינלאומי בראשות ריינהרד גנצל (Genzel) מגרמניה סיכום של עשר שנות מעקב אחר תנועת כוכבים במרכז שביל החלב. המדידות הובילו למסקנה כי במרכז הגלקסיה שלנו שוכן חור שחור. ההשערה קיבלה אישוש נוסף מתצפיות של האסטרונומית האמריקאית אנדראה גז (Ghez) באמצעים אחרים, ובשנת 2020 חלקו גנצל וגז מחצית פרס נובל בפיזיקה על הגילוי המהפכני.

צילום של ESO המורכב מ-1200 תמונות וכ-200 שעות חשיפה מצטברות | צילום: ESO/S. Guisard
מבט אל לב לבו של שביל החלב. צילום של ESO המורכב מ-1200 תמונות וכ-200 שעות חשיפה מצטברות | צילום: ESO/S. Guisard

חזית האסטרונומיה התצפיתית

שותפות ESO, ראשי תיבות באנגלית של "מצפה הכוכבים האירופי הדרומי" (European Southern Observatory) הוקמה ב-1962 במסגרת שיתוף פעולה מדעי בין גרמניה, צרפת, בלגיה, הולנד ושוודיה. במשך השנים הצטרפו עוד מדינות, ומספרן הגיע ל-16 עם הצטרפותה של אירלנד ב-2018.

כל מדינה בארגון משלמת מענק הצטרפות, ולאחר מכן דמי חבר שנתיים. ההכנסות האלה משמשות להקמה ולתחזוקה של מערכי הטלסקופים, המוצבים במדבר אטקמה שבצפון צ'ילה, אחד המקומות הטובים בעולם לתצפיות אסטרונומיות בזכות הבידוד מזיהום אור, הגובה, והאוויר היבש המפחית הפרעות אטמוספריות.

כיום מערך הטלסקופים כולל בין השאר את קבוצת הטלסקופים הגדולים שבהם נעשות גם המדידות הספקטרומטריות, את טלסקופ VLT (קיצור של Very Large Telescope, טלסקופ גדול מאוד); המורכב למעשה משמונה טלסקופים גדולים ובינוניים שגם יכולים לתפקד יחד כטלסקופ חזק במיוחד; ואת מערך טלסקופ הרדיו ALMA, הפועל בשיתוף כמה מדינות נוספות בהן ארצות הברית וצ'ילה. גולת הכותרת של המערך היא טלסקופ ELT (ראשי תיבות של Extremely Large Telescope, טלסקופ גדול במיוחד), שנמצא כעת בהקמה. עם מראה ראשית בקוטר של כמעט 40 מטר הוא יהיה הטלסקופ האופטי הגדול בעולם, ולאחר שיתחיל לפעול, בעוד כחמש שנים, הוא צפוי להיות להיות חוד החנית של האסטרונומיה התצפיתית.

נוסף על הגילויים שהוזכרו למעלה, הטלסקופים של ESO מילאו תפקיד חשוב במדידת קצב ההתפשטות המואץ של היקום, גילוי שהניב פרס נובל בפיזיקה ב-2011; הם סיפקו את הצילום הראשון בהיסטוריה של כוכב לכת במערכת שמש אחרת; שימשו בפיתוח שיטות למדידת הרכב האטמוספרה של כוכבי לכת כאלה; סייעו לגלות את המקור של התפרצויות קרני גמא; איפשרו למדוד ולחשב את התנועה של גלקסיית שביל החלב; ועוד פריצות דרך רבות בחזית האסטרונומיה. בנוסף לתשתית הטלסקופים, שותפות ESO גם הקימה מערך עצום לאחסון ועיבוד של המידע הממוחשב, מצילומים אסטרונומיים וסקרי שמיים.

מערך VLT בפרנל שבצפון צ'ילה | צילום: J.L. Dauvergne & G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/ESO
שמונה טלסקופים שיכולים לפעול יחד. מערך VLT בפרנל שבצפון צ'ילה | צילום: J.L. Dauvergne & G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/ESO

שלא נישאר מאחור

לאחר כמה נסיונות לא מוצלחים בשנים האחרונות לצרף את ישראל ל-ESO, מובילה כעת האגודה הישראלית לפיזיקה מהלך רחב לנסות לצרף את ישראל לשותפות החשובה. "ESO הוא מערך הטלסקופים המוביל בעולם בפער גדול מכל השאר, ויישאר כזה בעתיד הנראה לעין", אומר פרופ' עודד אהרונסון ממכון ויצמן למדע, המוביל את היוזמה החדשה בשיתוף האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים. "עידן התגליות של טלסקופים קטנים ובינוניים אמנם לא עבר לגמרי מהעולם, אבל הוא בדרך החוצה. התגליות החשובות בעשורים הבאים יהיו בשיתופי פעולה בינלאומיים כאלה, ו-ESO היא השותפות המובילה בעולם".

רשמית, מדענים מכל העולם יכולים להגיש בקשות לזמן תצפית בטלסקופים של ESO, אבל בפועל השותפות נותנת עדיפות למדענים מהמדינות החברות, והדרך היחידה כמעט של מדענים מישראל להשתלב בעבודה עם המערכים האלה היא דרך שיתופי פעולה עם חוקרים מהמדינות האלה. זה צפוי להיות קשה עוד יותר לאחר תחילת הפעילות של ELT, כשהביקוש לשימוש בטלסקופ הענקי יהיה גדול עוד יותר, וייתכן שהשימוש בו יוגבל רק למדענים שמדינותיהם חברות ב-ESO. ביום חמישי הקרוב, 10 במרץ, יתקיים באקדמיה הלאומית כינוס להצגת היוזמה של הצטרפות ישראל לשותפות, בהשתתפות אנשי תעשייה, מימשל וכמובן מדענים, בהם ריינהרד גנצל, חתן פרס נובל בפיזיקה, שיישא דברים בווידאו. "המטרה היא להציג בכינוס את היתרונות שיהיו לישראל ממהלך כזה ולגבש תמיכה של כל הגופים הרלוונטיים", מסביר אהרונסון.

"אם לחוקרים ישראלים לא תהיה גישה ל-ELT, אנו עלולים לסבול מבריחת מוחות. חוקרים צעירים יעדיפו משרות בחו"ל, במדינות עם גישה לטלסקופ, כי רק שם הם יוכלו לעשות מחקר בחזית המדע, ותלמידי המחקר יילכו בעקבותיהם", אומר פרופ' דן מעוז מאוניברסיטת תל אביב. "אם לא תהיה לנו גישה למתקנים הגדולים של האסטרונומיה העתידית, אנו פשוט נישאר מאחור. בשנים האחרונות לישראל יש תרומה חשובה בעולם האסטרופיזיקה, ויהיה חבל מאוד לאבד אותה".

מודל ההצטרפות, אומרים המדענים המקדמים את היוזמה, דומה למודל של CERN, המרכז האירופי למחקר גרעיני המפעיל את מאיץ החלקיקים הענקי ליד ז'נבה. ישראל הצטרפה לארגון האירופי לפני כעשור לאחר שנים שבהם הייתה במעמד של משקיפה, וחוקרים ישראלים רבים משתלבים בעבודה שם. רק לאחרונה נבחר פרופ' אליעזר רבינוביץ', מהאוניברסיטה העברית בירושלים, לנשיא הארגון.

פרופ' דן מעוז (מימי) ופרופ' עודד אהרונסון | צילומים: אוניברסיטת תל אביב, מכון ויצמן למדע
הצטרפות לשותפות עשויה למנוע בריחת מוחות של חוקרים צעירים. פרופ' דן מעוז (מימי) ופרופ' עודד אהרונסון | צילומים: אוניברסיטת תל אביב, מכון ויצמן למדע

כמה זה עולה לנו

דמי ההצטרפות ל-ESO ודמי החברות בארגון מחושבים בעיקר לפי התוצר של כל מדינה. על פי ההערכות, כדי להצטרף כעת תידרש ישראל לשלם כ-30 מיליון אירו דמי הצטרפות, ולאחר מכן דמי חבר שנתיים של כארבעה מיליון אירו. "דמי החבר הם המקור הכספי לבניית הטלסקופים החדישים, וחלק מהסכום יכול לחזור לישראל באמצעות חוזים לחברות שיבנו מרכיבים שונים של המערכות", אומר אהרונסון. "אם השימוש בטלסקופים עצמם פתוח לכל הקהילה המדעית, לפחות רשמית, למכרזים של השותפות יכולת לגשת רק חברות תעשייה מהמדינות החברות ב-ESO".

"התעשייה בישראל תוכל לזכות במכרזים של ESO, אבל היא תצטרך להתמודד במכרזים מול חברות מהמדינות הגדולות באירופה, וזה לא יהיה קל", אומר אודי נצר, יו"ר חברת האופטיקה Smart Precision Optics מקיבוץ שמיר, המייצרת בין השאר רכיבים לטלסקופים מתקדמים. "כדי שהתעשייה בישראל תהנה ממהלך כזה, האקדמיה צריכה להחליט שהיא קופצת למים, והמדענים לוקחים על עצמם תכנון רכיבים או מערכות ל-ESO. אחרת לא תגיע עבודה לתעשייה הישראלית".

חלקים מספקטרומטר ESPRESSO החדיש | צילום: ESO/S. Guisard
המדענים הישראלים צריכים לקחת על עצמם תכנון רכיבים כדי שהתעשיה בישראל תהנה. חלקים מספקטרומטר ESPRESSO החדיש | צילום: ESO/S. Guisard

מודל כזה, של שיתוף פעולה ייחודי בין האקדמיה לתעשייה, מתקיים כעת במכון ויצמן למדע, שם קורם עור וגידים פרויקט "אולטראסאט", טלסקופ החלל הישראלי המיועד לשיגור ב-2025. במסגרתו, חברות כמו התעשייה האווירית, אל-אופ וטאוור בונות את הלוויין, הטלסקופ, המצלמה ורכיבים נוספים, בשיתוף פעולה הדוק עם המדענים, שלא רק מפרטים את הצרכים אלא גם מעורבים בתכנון הרכיבים. נצר, שגם מרכז את שיתוף הפעולה בין האקדמיה לתעשייה בפרויקט אולטראסאט, סבור שמודל כזה צריך להיות המפתח להצטרפות לגופים כמו ESO. "חייב להיות שיתוף פעולה הדוק יותר בין האקדמיה לתעשייה, כמו שאנו עושים באולטראסאט", הוא מדגיש. "אם לא יהיה מהלך כזה, שבמסגרתו האוניברסיטאות ייקחו חלק בפרויקטים של בניית רכיבים או מכלולים, אנחנו לא נתמוך בהצטרפות ישראל ל-ESO".

כדי שהיוזמה תבשיל, צריכים מארגניה לצלוח את המשוכה העיקרית: הבטחת מימון ממשרד ממשלתי, או כמה משרדים, להבטיח את תקצוב דמי החבר. לאחר מכן הם יוכלו לפתוח במשא ומתן  עם השותפות עצמה על תנאי ההצטרפות. "מבחינה מדעית אין ספק שהצטרפות לשותפות תקדם אותנו, וגם דו"ח שהזמינה המועצה להשכלה גבוהה על מצב הפיזיקה בישראל המליץ על הצטרפות ל-ESO", מסכם אהרונסון. "מעבר לכך, השותפות במיזם כזה תתרום גם לתעשייה בארץ וגם לקידום וחיזוק מעמדה של ישראל בעולם, גם מבחינה מדעית וגם מבחינת קשרי החוץ שמהלך כזה יוביל".