חללית סינית מצאה ראיות לגבישים המכילים מים על הירח, ומדענים משערים כי שכבה עצומה של יהלומים קיימת בעומק כוכב הלכת הקרוב לשמש. וגם: סכנת סגירה לטלסקופ החלל הוותיק. סיכום השבוע ברחבי היקום
מים מהירח
החיפוש אחר מים בירח מתמקד בשנים האחרונות בקוטב הדרומי שלו, שם לפי ראיות עקיפות ומדידות ישירות, יש כנראה קרח מתחת לפני השטח, בעיקר במכתשים שבקרקעיתם יש צל נצחי. ואולם, ממצאים חדשים של הגשושית הסינית צ'אנג-אה 5 (Chang’e-5), שאספה דגימות קרקע מהירח בשנת 2020, מעלים את האפשרות שיש על הירח מים לא רק בצורת קרח, וגם במקומות חשופים לאור השמש.
החללית הסינית נחתה ב"אוקיינוס הסערות", בצפון מערב הצד הקרוב של הירח, והביאה 1,731 גרמים של דגימות קרקע לכדור הארץ. הצלחת המשימה הפכה את סין למדינה השלישית שמביאה דגימות מהירח, אחרי ארצות הברית וברית המועצות, השנייה שעושה זאת במשימות לא מאוישות, והראשונה שעושה זאת מאז 1976.
הדגימות הועברו לניתוח של חוקרים מהאקדמיה הסינית למדעים, והם גילו בהן מינרל חדש למדע, שקיבל את השם (Changesite-(Y, וכן שתי צורות חדשות של תחמוצת הטיטניום Ti2O. במאמר שפורסם בימים האחרונים בכתב העת Nature Astronomy, החוקרים מדווחים על גילוי מינרל נוסף, כזה שמבנה הגביש שלו מכיל מים. הם העניקו לו את השם הזמני ULM-1, ראשי תיבות (באנגלית) של "מינרל ירחי לא מוכר 1". כל חלקיק של המינרל מוקף בשש מולקולות מים, הכלואות בתוך המבנה הגבישי, כך שבסך הכל 41 אחוז ממסת הגבישים הם מים. שאר המרכיבים של הגביש הם מגנזיום, כלור ואמוניה (NH4). החוקרים גם שללו אפשרות שהגבישים נוצרו מהחום ומגזים שפלטו מנועי הנחתת, בין השאר לפני בחינה של הרכב האיזוטופים של היסודות המרכיבים אותם.
מינרלים חדשים למדע, בהם אחד שמכיל מים. הדמיה של הנחתת צ'אנג-אה 5 על פני הירח | מקור: NASA
הדגימות שהביאו האסטרונאוטים של תוכנית "אפולו" האמריקאית בשש הנחיתות המאוישות על הירח, וכן דגימות שהביאו בשנות ה-70 חלליות "לונה" הלא מאוישות של ברית המועצות, העלו כי אדמת הירח צחיחה, ואינה מכילה מים. ואולם, שיפור הטכנולוגיות לניתוח הרכב חומרים בשני העשורים האחרונים, איפשר לזהות מים בחלק מהדגימות, למשל מולקולות מים או יוני הידרוקסיד (-OH), בתוך גבישים של זכוכית געשית שנוצרה בירח הצעיר. החידוש בגילוי הנוכחי הוא הגילוי של מים בצורה אחרת של גבישים, של מלחים ממוימים, כלומר כאלה שהגבישים שלהם אוצרים מים. כמו כן, זו הפעם הראשונה שמים מתגלים באזור הזה, מצפון לקו הרוחב הירחי 43° – בערך מחצית הדרך בין קו המשווה לקוטב, וצפוני יותר מכל האזורים שמהם נאספו דגימות ירח עד כה.
לדברי החוקרים, הממצאים מאשרים מדידות בקרינה תת-אדומה שהצביעו לפני כמה שנים על תכולת מים באדמת הירח. עם זאת, הם מסייעים להפריך את הסברה כי מולקולות המים או יוני ההידרוקסיד שהשתמרו בגבישים מסוימים נוצרו על פני הירח כתוצאה מפגיעת החלקיקים הטעונים של רוח השמש. לדברי החוקרים, הרכב המינרל, בעיקר האיזוטופים של הכלור שהוא מכיל, מצביע על כך שהגבישים נוצרו בפעילות געשית בירח הצעיר, לכדו מים שהיו בו אז, ושימרו אותם במשך מיליארדי שנים.
האם הגילוי עשוי להשפיע על משימות מאוישות? לא בטווח המיידי. גם אם הוא יאומת ויתברר שאכן יש על הירח כמות גדולה של מלחים ממוימים כאלה, הפקת המים מהגבישים תדרוש ציוד מורכב ויקר, ואנרגיה רבה. הפקת מים מהקרח – שכנראה נמצא בשפע יחסי קרוב לפני השטח בקטבים – צפויה להיות פשוטה ומעשית הרבה יותר. עם זאת, גילוי הגבישים האלה, המכילים מים ואמוניה, הוא עוד חלק בפאזל המורכב, שמנסה לענות על השאלות איך הירח נוצר ואילו אירועים עיצבו אותו מאז.
אישוש לממצאים קודמים. סרטון קצר של ערוץ WION על המחקר (באנגלית) ועל משימת צ'אנג-אה 5:
היהלומים של מרקורי
כוכב הלכת חמה, או בשמו הלועזי מרקורי, הוא כוכב הלכת הקטן ביותר במערכת השמש והקרוב ביותר לשמש עצמה. יש לו כמה מאפייניים ייחודיים לעומת שאר כוכבי הלכת הסלעיים במערכת השמש שלנו. בין השאר אין לו אטמוספרה, פני השטח שלו כהים מאוד, מדידות מצביעות על כך שיש לו ליבה דחוסה במיוחד, ונראה שהוא התקרר מהר יותר אחרי היווצרו. מאפיין ייחודי נוסף הוא כתמים של גרפיט על פני השטח שלו, שעל פי החשד מקורו באוקיינוס מגמה עשיר במיוחד בפחמן שהיה בכוכב הלכת הצעיר.
כעת, חוקרים מסין ומבלגיה שניתחו נתונים של החללית האמריקאית MESSENGER, שחקרה את מרקורי עד שנת 2015, הגיעו למסקנה כי מרקורי עשוי להיות כוכב לכת יקר ערך, משום שמתחת לפני השטח שלו יש שכבת יהלום בעובי של כ-15 קילומטרים. המחקר נולד ממחקר אחר, שבחן את פיזור המסה במרקורי ומצא שהמעטפת שלו עבה הרבה יותר ממה שחשבו קודם.
"על פי ההערכות החדשות של הלחץ בגבול בין המעטפת לליבה, ועל סמך הידע כי מרקורי הוא כוכב לכת עשיר בפחמן, חישבנו כי המינרל העיקרי שיווצר באזור הגבול הזה יהיה יהלום, לא גרפיט", אמר אוליביה נמור (Namur) מאוניברסיטת לוון בבלגיה.
כדי לבחון את התהליכים האלה, החוקרים השתמשו בניסויי מעבדה במכבש כבד כדי ללחוץ על תרכובות סיליקט המדמות את החומר שהיה במעטפת של מרקורי, בניסיון להבין איך הלחץ והחום – הניסוי הגיע ליותר מ-2,000 מעלות צלזיוס – השפיעו על היווצרות החומרים במעטפת. הם גם השתמשו בהדמיות מחשב שהראו כי בתנאים האלה עשויים להיווצר יהלומים.
החוקרים משערים כי היהלומים נוצרו בתנאי החום והלחץ של הליבה של מרקורי, אך מכיוון שהם צפופים פחות מהמתכות שמרכיבות את הליבה, הם צפו כלפי מעלה, עד שהגיעו לגבול המעטפת. שם התפתחה בהדרגה שכבת יהלום שהגיעה לעובי של כ-15 קילומטרים. עם זאת, למי שמפנטזים להגיע למרקורי ולאסוף את היהלומים – מצפה אתגר לא פשוט: השכבה הזו שוכנת בעומק של יותר מ-400 קילומטר מתחת לפני השטח, וכדי להגיע אליה צריך לעבור דרך הקרום הסלעי של כוכב הלכת, ושכבת המעטפת שמתחתיו.
החוקרים מקווים שגם אם לא יתעשרו מיהלומים, הם יעשירו את הידע שלנו על כוכב הלכת המסקרן, בזכות הנתונים האלה ומחקרי המשך. "אחת השאלות המסקרנות הן מדוע השלב הגעשי של כוכב הלכת חמה נמשך רק כמה מאות מיליוני שנים, הרבה פחות מכוכבי לכת סלעיים אחרים", אמר נמור. "כוכב הלכת התקרר מהר מאוד, גם בגלל שהוא קטן, אבל אנו מנסים להבין עם הפיזיקאים אם שכבת היהלום יכלה לתרום לסילוק חום מהיר, שתרם לכך". חלק מהתשובות, מקווים החוקרים, תוכל לספק החללית האירופית-יפנית BepiColombo, ששוגרה ב-2018 ואמורה להיכנס בסוף השנה הבאה למסלול סביב מרקורי, ולסייע לחקור את הרכבו הפנימי.
כדי להגיע ליהלומים צריך לרדת יותר מ-400 קילומטר לעומק האדמה. שכבת היהלום (למטה) על רקע פני השטח של כוכב הלכת | איור: Robert Lea (created with Canva)/NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington
סכנה תקציבית לטלסקופ ותיק
מדענים בסוכנות החלל של ארצות הברית, נאס"א, מזהירים כי הסוכנות לא תוכל להמשיך להפעיל את טלסקופ החלל צ'נדרה (Chandra) אם תמומש התוכנית לקצץ בשנת 2025 כ-40 אחוז מתקציב הפרויקט. הטלסקופ, המצלם את השמיים בקרני רנטגן, שוגר ב-1999, ובימים אלה מציינים בסוכנות החלל 25 שנים לפעילותו, עם פרסום שלל תמונות מרהיבות המבוססות על הדמיותיו.
הסוכנות הקימה ועדה לבחינת קיצוצים בתוכניותיה, על רקע קיצוץ צפוי של כמיליארד דולר בפעילותה המדעית בתקציב השנה הבאה. הוועדה המליצה כאמור להפחית ב-40 אחוז את תקציב התפעול של טלסקופ צ'נדרה, לצד קיצוץ של עשרה אחוזים בתקציב הפעילות של טלסקופ החלל הוותיק האבל.
אסטרונומים הזהירו כי המשמעות המעשית של הקיצוץ היא הפסקת פעילותו של הטלסקופ, וזו גם מסקנתו של מנהל מרכז צ'נדרה, פטריק סליין (Slane), שכתב במכתב פתוח כי "הקיצוצים מסכנים את היכולת להמשיך את משימת צ'נדרה". הוא ציין כי עם התיישנות הטלסקופ, מנגנוני הקירור שלו כבר אינם פועלים כמו בעבר, אך בזכות תמרונים ורעיונות מבריקים של הצוות, החוקרים ממשיכים לתפעל אותו כבר זמן רב, כמעט בלי ירידה ביעילות, אך לא יהיה אפשר להמשיך בכך עם קיצוץ כה ניכר בתקציב.
על פי ההצעה הזו, יקוצצו בשנה הבאה כ-20 מיליון דולר מתוך תקציב שנתי של כ-69 מיליון דולר לתפעול הטלסקופ. לדברי הוועדה, המהלך יצמצם משמעותית את זמן הצפייה בטלסקופ, ויביא להפסקת השימוש בחלק ממכשיריו, אך עדיין יאפשר שימוש חלקי בו. עם זאת, בנאס"א בוחנים כמה חלופות לקיצוץ, ועדיין לא ויתרו על הניסיון לצמצם את הקיצוץ הצפוי בתקציבי הסוכנות. בכל מקרה, מרכז צ'נדרה המפעיל את הטלסקופ, ו"מרכז טלסקופ החלל" המפעיל את טלסקופ האבל ואת טלסקופ ג'יימס וב, נערכים לפיטורי עובדים בשנת התקציב הבאה.
25 שנות מדע עלולות להסתיים בגלל קיצוצי תקציב. טלסקופ הרנטגן צ'נדרה בחלל | הדמיה: NASA/CXC & J. Vaughan
