(בסרטון: ראיון באולפן וואלה! NEWS עם ד"ר יגאל פת-אל)
יופיטר הוא שמו הרומי של זאוס, מנהיג האלים במיתולוגיה היוונית, לכן החליטו חכמי קדם להעניק את שמו לכוכב הלכת הגדול ביותר (צדק, בעברית). צדק אפוף מעטה כבד של עננים, המקשה מאוד לחקור אותו. במיתולוגיה, היחידה שהצליחה להעמיד את יופיטר במקומו, והיטיבה לראות את צפונות לבו, הייתה אשתו (שהייתה גם אחותו) האלה ג'ו?נו? (יונו בעברית, הרה במיתולוגיה היוונית). לכן בחרה סוכנות החלל האמריקנית בשם הזה לחללית הלא-מאוישת שאמורה לחקור את כוכב הלכת הענק.
צדק, כוכב הלכת החמישי מהשמש, הוא הגרם השמיימי הגדול ביותר במערכת השמש שלנו, פרט כמובן לשמש עצמה. קוטרו כ-140 אלף קילומטרים (פי 11 בערך מקוטר כדור הארץ), והוא כבד פי 318 בערך מכוכב הלכת שלנו. אדם השוקל 70 קילוגרמים על כדור הארץ היה מרגיש כאילו משקלו עומד על יותר מ-170 קילוגרמים לו היה עומד על פניו של צדק, אבל אי-אפשר באמת 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 קו ברור התוחם אותו, אלא אומדים את הגובה באטמוספרות, כלומר לחץ הגזים בנקודה מסוימת.
הכוחות המחזיקים את הגזים מושפעים גם ממהירות הסיבוב האדירה של צדק. למרות גודלו העצום, היממה שלו קצרה בהרבה משל כדור הארץ והוא משלים סיבוב סביב עצמו תוך פחות מעשר שעות שלנו (9:55:30 שעות, ליתר דיוק). השנה של צדק, לעומת זאת, ארוכה בהרבה משלנו, והקפה אחת שלו סביב השמש נמשכת כמעט 12 שנות כדור-ארץ.
האטמוספרה של צדק, כמו כוכב הלכת עצמו, מורכבת בעיקר ממימן ומהליום, אך מכילה גם כמויות קטנות של גזים אחרים: 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 בפלנטה הענקית היא הכתם האדום הגדול - סופת מערבולת אדירה המתחוללת באטמוספרה של צדק וקוטרה פי שלושה מקוטרו של כל כדור הארץ. הסופה הזו משתוללת כבר יותר מ-350 שנה, וייתכן 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 שכזאת, ומדוע היא נמשכת זמן כה רב.
כיום יש מחלוקת בין החוקרים, האם במרכזו של צדק יש ליבה מוצקה? בשנים האחרונות מתגלים במערכות שמש אחרות יותר ויותר כוכבי לכת דומים בגודלם לצדק, וכנראה דומים לו גם בהרכבם. פתרון שאלת הליבה עשוי לשפוך אור על דרך היווצרותם של כוכבי לכת כאלה בכל רחבי היקום.
למרות השאלות הרבות והמסקרנות, צדק נחקר מעט יחסית. התקריבים הראשונים שלו צולמו 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 קילומטרים ואף יותר.
החללית היחידה שנכנסה למסלול סביב צדק הייתה גלילאו, ששוגרה בשנת 1989 והגיעה לענק הגז 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 בשנת 2003, כדי להימנע מזיהום אפשרי של ירחיו הגדולים אם במקרה יש בהם חיים או סימני חיים.
"אנחנו לא יודעים מה נגלה"
ג'ונו, החללית שנכנסה אתמול למסלול סביב כוכב הלכת, שוגרה על ידי נאס"א בשנת 2011 והיא אמורה לספק מידע רב על כוכב הלכת ועל האטמוספרה הפנימית שלו, בין השאר באמצעות ספקטרומטר רגיש המאפשר 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 החוקר הישראלי, ד"ר יוחאי כספי ממכון ויצמן למדע. המכשיר שעליו אחראי ד"ר כספי הוא משדר של גלי רדיו. מדידות מדויקות של הגלים יאפשרו לקבוע אם הם מושפעים מהכבידה של צדק באופן שונה במקומות שונים. מיפוי של הכבידה בעזרת גלי הרדיו יאפשר להבין כיצד מפוזרת המסה של צדק בתוך כוכב הלכת, ולשפוך אור על המבנה הפנימי שלו.
"המכשיר שאנחנו משתמשים בו הוא משדר של גלי רדיו", מסביר ד"ר כספי. "אנחנו יכולים למדוד בדיוק רב את הגלים שהוא משדר מכל נקודה סביב צדק, ואם אנחנו 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 נכנסת תחילה למסלול רחוק יחסית מצדק, ורק בעוד כמה חודשים תתחיל את החלק המדעי העיקרי של המשימה, במהלכו היא תחוג במסלולים אליפטיים מאוד סביב צדק כך שכל הקפה תימשך כשבועיים. החללית תתקרב עד למרחק של כ-4,000 קילומטרים מכוכב הלכת לזמן קצר, ובקצה הרחוק של המסלול תגיע עד לכ-300 אלף קילומטרים ממנו. בכל מעבר קרוב היא תאסוף נתונים רבים על אזור שונה בכוכב הלכת, והם יצורפו לנתונים שנאספו בשנים האחרונות בשיטות אחרות. אנחנו אנו לא יודעים מה נגלה, וייתכן מאוד שיצוצו שאלות חדשות בעקבות הממצאים", אמר ד"ר כספי. "זה מה שיפה - המשימה הזו תפתח אופקים חדשים למדע".
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 ד"ר 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 ד"ר 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".
השעון הישראלי שיגיע לצדק
המשימה של ג'ונו צפויה להימשך כשנתיים, ואז יזכה צדק למנוחה, אם כי לא ארוכה. בשנת 2030 אמורה להגיע אליו חללית נוספת בשם Juice (מיץ, בעברית). זו משימה של סוכנות החלל האירופית שמתוכננת לשיגור בשנת 2022 ומיועדת לחקור את הירחים של צדק, בין השאר כדי לנסות ולגלות האם יש מים נוזלים מתחת לשכבת הקרח העבה שמכסה את פניהם?
גם במשימה הזו אמור ד"ר 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 דולרים, יסייע לנו למדוד בדיוק רב עיכובים במעבר של גלי רדיו דרך האטמוספרה של צדק", אומר ד"ר כספי. "מדידות כאלה יאפשרו לנו למפות בדיוק רב את האטמוספרה ולהבין תופעות שמתרחשות בה. משימות כאלה מספקות למדען הזדמנות חד-פעמית לבדוק מקרוב את התיאוריות שלו, לאשש או להפריך אותן", מסכם ד"ר כספי.
הכותב הוא העורך הראשי של אתר מכון דוידסון לחינוך מדעי.