יום שלישי, 29 בנובמבר 2016

כוכב הלכת נוגה

בימים אלו מיד לאחר השקיעה, מבט מערבה מגלה כוכב שמימי בהיר בצורה יוצאת דופן. הוא כל כך בהיר שהוא נראה כריבוע ולא כנקודה ולעיתים אפשר להתבלבל ולחשוב אותו למטוס. זהו כוכב הלכת נוגה, העצם הבהיר ביותר בשמים פרט לשמש ולירח. נוגה הוא כוכב הלכת השני במערכת השמש. מרחקו מהשמש כמאה מיליון קילומטר, וגודלו כמעט זהה לגודל כדור הארץ. בעבר נוגה נחשב מעין תאום של כדור הארץ. במציאות, אם יש גיהנום במערכת השמש, נוגה הוא אחד המתמודדים הראשיים על התואר.

לא לגמרי ברור איך ומה קרה בנוגה. בשלב מסוים, אולי כתוצאה מפגיעת מטאורים, התפרצויות וולקניות או גורמים אחרים, כול הנוזלים שהיו על פני השטח שלו התאיידו לאטמוספירה. מכאן התחיל תהליך שאין ממנו חזור, הידוע בשם אפקט החממה, האטמוספירה נהייתה עבה יותר וצפופה יותר. האטמוספירה היתה חדירה לקרינת אינפרא אדום (קרינת חום), אך אטומה לשחרור שלה, האויר הלך והתלהט עד שהמערכת הגיעה לשיווי משקל כמו שהיא היום. אנשי איכות הסביבה טוענים שדבר דומה יכול להתרחש גם בכדור הארץ.

שיווי המשקל הוא נוראי, הטמפרטורה על פני נוגה היא בין 400 ל-500 מעלות כאשר אין כמעט הבדל בין קו המשווה לקטבים ובין יום ולילה. הרוחות בנוגה מהירות מאד והאויר החם מתפזר במהירות על פני כל כוכב הלכת ולא מאפשר לו להתקרר. האטמוספירה מורכבת מפחמן דו חמצני וגופרית ופני השטח לעיתים מבעבעים בגלל הטמפרטורה. כמובן שאין מה לדבר על נוזלים והגשם היחידי שאולי יורד הוא גשם חומצי המתאדה מייד. בהחלט מקום לא נעים.
תמונת ראדאר של נוגה
תמונת רדאר של פני השטח של נוגה. הצבעים ובססים על גשושיות שהצליחו לנחות על ונוס. מקור הצבעים בגופרית ובשאר החמוצות שבאטמוספירה. מקור: נאסא.

לנוגה עוד מספר מאפיינים מוזרים, כיוון סיבובו העצמי הוא ממזרח למערב, הפוך מרוב כוכבי הלכת האחרים, ולכן השמש זורחת במערב (בכיוונים במונחי כדור הארץ). זמן הקפתו סביב השמש קצר מזמן הקפתו העצמית (כלומר אורך היום גדול מאורך השנה במושגי יום ושנה כפי שאנו מכירים אותם) ועדיין למרות שצד מסוים לא פונה לשמש במשך כמעט 4 חודשים, צד זה לא מצליח להתקרר.

נוגה סובב לאט מאד. מהירות הסיבוב בקו המשווה היא 6.5 ק"מ לשעה. לו היה אדם רץ או הולך מהר בקו המשווה הוא היה יכול לראות שקיעות באורך אינסופי (לשם השוואה, מהירות הארץ בקו המשווה היא 1600 קמ"ש - מהירות של מטוסי קרב בטיסה על קולית). אבל בנוגה, השמש נראית בקושי, חיוורת מבעד לאטמוספירה הסמיכה וכוכבים אינם נראים כלל. בסמיכות של האטמוספירה אדם בקושי היה מסוגל לזוז ומהירות של 6 קמ"ש תיחשב שם גבוהה מאד. צפיפות האויר על פני השטח גבוהה פי 90 מאשר בארץ (ושקולה לצפיפות בעומק קילומטר מתחת לפני הים). מי שהיה הולך שם היה נמעך מיד. קשה להיות על נוגה.

מרחקו הקרוב של נוגה וגודלו גורמים לבהירותו הגבוהה בשמים. בשיא קרבתו נוגה נמצא בין כדור הארץ לשמש ולא נראה כלל (כמו הירח, כל האור הנופל אליו חוזר לשמש). למרות זאת לנוגה יש אטמוספירה ולכן אפשר לצפות בו גם בשיא הקירבה ולראות רק את האור העובר דרך האטמוספירה. בשיא ריחוקו הוא נמצא בדיוק מאחורי השמש ולא נראה כלל (אמנם כל האור
מהשמש חוזר אלינו, אבל נוגה נעלם באור השמש החזק) בין לבין נוגה משנה מופעים כדוגמת הירח.

השינויים הקיצוניים במרחקו של נוגה, מ-50 מיליון קילומטר  ועד 250 מיליון קילומטר, מתבטאים בכך שגודלו משתנה מאד, וניתן לראות שינויים אלו בקלות דרך טלסקופ (בדומה לשינויים בכוכב הלכת מאדים). גם את שינויי המופע ניתן לראות בקלות וכבר גלילאו שם לב לשינויים אלו בגודל ובמופע ואפילו טרח להצפין מידע זה בהודעה לטינית לקפלר שלא הצליח לפענח אותה. לאיזון מגיע נוגה כשהוא במרחק מקסימלי מהשמש. מופעו אז הוא בדיק חצי, גודלו ממוצע, ובהירותו גבוהה מאד. במרחק זה מהשמש הוא גם מגיע לשיא מרחקו הזוויתי מהשמש ונראה כשלוש שעות לאחר השקיעה.

השינויים בגודל ובמפוע של נוגה.צולם על ידי Statis Kalyvas בתקופה של כחמישה חודשים

נוגה בלבל את התוכנים הקדמונים, בגלל היותו כוכב לכת פנימי (בין השמש לכדור הארץ), הוא נראה לפעמים מיד אחרי השקיעה, או כמה שעות לפני הזריחה, מסיבה זו הוא זכה גם לכינוי איילת השחר, וגם לכינוי כוכב המערב, הקדמונים הבינו שמדובר באותו כוכב בדיוק ושמרחקו לשמש קטן ממרחק הארץ לשמש.

נוגה הוא אוביקט התצפית ההמונית הראשון. כאשר נוגה נמצא בין הארץ לשמש הוא יכול לעבור בדיוק על פני דיסקת השמש. זהו אירוע נדיר במיוחד המתרחש בממוצע 4 פעמים ב-240 שנה. במעבר של 1761 צפו עשרות אסטרונומים בנסיון לקבוע זמנים מדויקים ואת המרחק של הארץ מהשמש (ראו עוד במאמר על מדידת מרחקים ביקום). המעבר האחרון התרחש בשנת 2012 ונראה היטב מישראל. המעבר הבא יתרחש רק בתחילת המאה הבאה.



נוגה כל כך בהיר שאפשר גם לראותו ביום. המאמץ משתלם. בלילות בלי ירח במקום חשוך וללא אורות, נוגה מסוגל להטיל צל. הצל שונה מצל שמש וגם מצל ירח ויש לו איזו כחלחלות משונה. מומלץ מאד לנסות ולראות את הצל שנוגה מטיל.
תצפית טלסקופים על נוגה תראה כוכב לבן ללא שום פני שטח. אנו נראה את העננים של נוגה וללא שום תצורה מפני הקרקע. רק  חלליות שנשלחו לנוגה ובסיוע רדאר המצליח לחדור את העננים הצליחו למפות את פני כוכב הלכת נוגה. הנקודה הישראלית: משימה של לווין מחקר ישראלי הכולל רדאר למשימת מיפוי מדויקת מאד של נוגה הוגשה לנאסא אך לא התקבלה ובניית הלווין לא יצאה אל הפועל.

יום ראשון, 27 בנובמבר 2016

קאסיני - מתכוננים לגראנד פינאלה

חללית קאסיני נמצאת כבר שנים רבות מסביב לכוכב הלכת שבתאי. הדלק אוזל והמשימה מתקרבת לסיומה הבלתי נמנע. בכדי לסיים את המשימה כמו שצריך ועם גרנד-פינלה שייזכר עוד שנים רבות בנאסא, הוחלט להטיס אותה ישירות לתוך שבתאי!
בפעולה חריגה זו מרוויחים שני דברים - חקר האטמוספירה העליונה של שבתאי (למשך זמן קצרצר אמנם, אבל בכל זאת משהו) והסרת החשש שהחללית תתרסק על אחד מירחי שבתאי ותזהם אותו בחומר ביולוגי ארצי (תתפלאו כמה זמן חיידקים ושאר מרעין בישין יכולים להחזיק מעמד בחלל).

סוף המשימה: 15/9/2017 14:54 שעון ישראל.
זה הסוף. משימת הגראנד פינאלה הוכתרה בהצלחה. נאספו תמונות קרובות מאד לפני האטמופסירה ובתוך הטבעות הפנימיות. לא היו התנגשויות עם חלקיקים מהטבעות ולא שינויי מסלול רציניים. נותרה רק הכניסה לאטמוספירה עצמה. קאסיני תמשיך לאסוף מידע בשלבי החדירה לאטמוספירה של שבתאי וגם לנסות לשדר אותו, אולם הכניסה מהירה ואלימה ולא בטוח שנצליח לקלוט משהו על כדור הארץ. לאחר כמעט עשרים שנה מהשיגור, משימת קאסיני תסתיים.
הנה הסרטון האחרון מ-JPL.



  5 אפריל 2017
זה הזמן לרומנטיזציה. נאסא שחררו את הסרטון הבא, והשמועות אומרות שאנשי המשימה לא הצליחו להסתיר את הדמעות. האמת לאחר עשרים שנה אני מסוגל להבין אותם. צפו ותהנו/

השלב הבא הוא ב-22 באפריל. מעבר קרוב ליד טיטאן ינצל את הגרביטציה שלו לשינוי המסלול ולהתחלת המסלולים מגרדי הטבעות. שלב זה ינצל כמעט שליש מכמות הדלק שנשארה. כרגע ההערכות הן שנשארו 36 ק"ג הידראזין בלבד במכילים המדחפים ואפילו פחות מכך במנוע הראשי (שלא צפויות הפעלות שלו).




למה המשימה מסתיימת?
הסיבה היא פשוטה. נגמר הדלק. את האנרגיה הדרושה להגעה לשבתאי קאסיני קיבלה מהטילים המשגרים אותה ומכוכבי הלכת שחלפה לידם: נוגה, ארץ וצדק כשחלפה לידם, אבל הפעלתה במסלול סביב שבתאי דורשת הרבה דלק. כל שינוי מסלול (לרוב על מנת לעבור ליד אחד הירחים) דורש דלק. אפילו הפנייה הל שחללית לכיוון מסוים, כדי לצלם בזווית הנכונה, דורשת דלק וכמובן אחר כך צריך להפנות את החללית כך שהאנטנה תכוון לכדור הארץ לשליחת וקבלת הודעות. חומר הדלק הוא הידרזין, חומר רעיל במיוחד, אבל יעיל ביותר לצרכים אלו. תהליך הבעירה שלו משחרר גזים שיוצרים דחף בכיוון הרצוי. לחללית שני מיכלי דלק. מיכל למנוע הראשי בו משתמשים לתיקוני מסלול מהותיים ומיכל למערכות המדחפים בו בהם משתמשים לשנות את האוריטנציה של החללית בלי לשנות את מסלולה (לפי הצירים שמאל/ימין עלרוד, סבסוב).

נובמבר 2016
סיום מפואר זה יקרה רק בספטמבר 2017 אבל כבר מהשבוע הקרוב החללית תעבור שינוי מסלול, באמצעות הפעלה מספר 183 וכנראה האחרונה של המנוע הראשי, ותחל סדרה של עשרים מעברים שיגרדו את טבעות שבתאי (לא יעברו דרכן אבל סמוך אליהן). קאסיני תעבור ליד טבעות מסדרה F, הטבעות החיצוניות ביותר בקבוצה הראשית. ישנן טבעות רחוקות יותר, אבל הן דלילות בהרבה. במעברים יעשה ניסיון לדגום חלקיקים מהטבעות ולהבין את ההרכב המדויק שלהם.
באפריל ישונה המסלול שוב כך שיתקרב יותר ויותר לשכבת העננים העליונה של שבתאי ויגיע עד מרחק מזערי של 1600 קילומטר ממנה ובאמצע ספטמבר, הגראנד פינאלה, צלילה חופשית לתוך שבתאי.
סיום מפואר למשימה מפוארת שיספק עוד נתונים רבים על כוכב הלכת היפה במערכת השמש!

טבעות שבתאי קיבלו את מספרן בהתאם לסדר הגילוי שלהן. מקור התמונה: נאסא JPL
והנה הדגמה מהצד. המסלולים האפורים הם מסלולי גירוד הטבעות. בשלב האחרון יהיה מסלולי גירוד שבתאי עצמו (בכחול) והפס האחרון בכתום הוא הגראנד-פינאלה (הסבר מפורט באנגלית)

סיום משימת קאסיני, אילוסטרציה. מקור התמונה: נאסא JPL
סיום משימת קאסיני, אילוסטרציה. מקור התמונה: נאסא JPL

והנה סרטון מ-JPL  שמדגים את סיום המשימה :


מאמרים נוספים על קאסיני עם שפע תמונות ממשימה נהדרת זו:



יום שני, 7 בנובמבר 2016

סופרמון

מפעם לפעם שומעים בחדשות על ירח גדול ובהיר במיוחד שלא היה כבר עשר, עשרים מאה או אפילו אלף שנים. אפילו נתנו לזה שם -  "סופר מון". התקשורת יוצרת ציפיות מוגזמות והירח ייראה די דומה לכל ירח מלא אחר. הנה כל מה שרציתם לדעת על סופרמון ולא העזתם לשאול. המרחקים והזמנים מתייחסים לסופרמון  ביום שני 14/11/2016.

מהו סופר-מון?
הכינוי לרוב מתייחס לירח מלא שגם נמצא בפריגאה מכדור הארץ. מסלול הירח גורם לכך ששני אירועים אלו (ירח מלא + ירח קרוב) מתלכדים כל כמה חודשים, וזוכים לתואר סופרמון וחשיפה תקשורתית מרובה.

כמה הירח יהיה קרוב?
מרחקו הקרוב ביותר של הירח בכל הקפה משתנה ואינו קבוע. הוא נע סביב 357000 קילומטר, ויכול גם להיות פחות מכך. ככל שהירח יותר קרוב הוא כמובן נראה יותר גדול בשמים.

המרחק הפעם (14/11/2016) הוא 356511 קילומטר. המרחק הוא בין מרכזי הארץ והירח וכמובן המרחק משתנה בהתאם למיקומו של כל צופה על הארץ. בישראל הירח יזרח כמה שעות לאחר השיא.
  • ירח בפריגאה 13:24
  • ירח מלא 15:54
  • זריחת הירח בישראל (משתנה מעט ממקום למקום): 16:58

האם ההפרש בגודל משמעותי?
ההפרש בין ירח קרוב לירח רחוק משמעותי  ויכול להגיע ל-14%. לרוב בהודעות תראו את המספר הזה, אבל ההתיחסות צריכה להיות ביחס לירח ממוצע ולכן יש פה הטעייה והגזמה. את ההפרש בין ירח קרוב לרחוק קל לתעד  בתמונות שצולמו בתאריכים שונים (הנה למטה).  אכן הפרש מרשים.


הפרשים בגודל הירח 
אבל ההפרש בין ירח קרוב לירח קרוב  אחר אינו משמעותי בכלל. נניח שהוא אלף קילומטרים (ולפעמים הוא אפילו הרבה פחות). הבדל של שליש האחוז. חשוב לזכור שמרחק כזה הוא זניח. שני צופים בכדור הארץ יכולים להיות מרוחקים מהירח מרחק גדול הרבה יותר. ולכן הכותרות כמו "מאז 1948 הירח לא היה קרוב כל כך" אולי נכונות עובדתית אך חסרות כל משמעות לגודלו ובהירותו של הירח.

תסביר קצת יותר את המשפט האחרון המודגש בבקשה.
המרחק המצוין של 356511 הוא המרחק בין מרכז הארץ למרכז הירח, אבל הוא לא רלוונטי לצופה שנמצא במיקום מסוים על כדור הארץ. צופים רבים כלל לא יראו את הירח בדיוק בשעה שהוא בפריגאה אלא כמה שעות לפני או אחרי, כך שהמרחק כבר משתנה. המרחק לצופה על פני כדור הארץ תלוי מאד במיקום שלו. למעשה בכל לילה כאשר צופים בירח הזורח תוך כמה שעות מתקרבים אליו בכמה אלפי קילומטרים רק בגלל סיבוב כדור הארץ (מתקרבים מרחק רדיוס שלם, אם הירח היה מעל הראש). ולכן אפילו אם מרכזי ארץ ירח לא היו קרובים יותר מאז 1948, סביר שצופה מסוים היה קרוב יותר לירח בפרק הזמן הזה, מאחר וההבדלים הם של מאות קילומטרים בודדים. בגלל זה, הנתון כעובדה אולי נכון, אבל חסר משמעות.


ולמה הירח כתום או גדול במיוחד כשהוא זורח?
לצבע הכתום ולאשליית הירח הגדול בזריחתו או בשקיעתו אין שום קשר לסופרמון. אלו אשליות אופטיות והשפעות של האטמוספירה.

האם צופה בישראל יראה הבדל כלשהו בגודל הירח?
סביר להניח שלא. אם תצאו ותביטו בכל ירח מלא תראו שהוא מאד בהיר. אולי תשימו לב שהוא יותר בהיר מהירח שהיה יום קודם, אבל זה נכון לגבי כל ירח מלא. גם מבחינת גודל, אין למה להשוות את הירח, ובהשוואה לירח שראיתם אתמול הוא באותו גודל. אני מתקשה להאמין שיש מי שמסוגל להשוות לירח מלא מלפני שבעה חודשים.  רוצים בכל זאת להשוות. צלמו תמונות, חכו בסבלנות כשבעה חודשים (ואז יהיה בקירוב ירח מלא ורחוק) וצלמו שוב.

ומה לגבי הבהירות?
איך אומרים בעברית? This is a whole new ball game . הגודל הנראה של הירח תלוי רק במרחקו מהצופה. אבל הבהירות רבותי, תלויה בעוד כמה גורמים ולכן אם הדיווחים על הגודל עוד אמינים במידה מסוימת, הדיווח על הבהירות כמעט תמיד שגוי לחלוטין.

תסביר!
שני הגורמים הברורים ביותר שמשפיעים על הבהירות הם מרחק הירח מהארץ אבל גם מרחק הארץ מהשמש. ככל ששניהם קרובים יותר, בהירות הירח תגדל. כדור הארץ קרוב לשמש בתחילת ינואר. סטייה אפילו של חודש מתאריך זה פוגעת בבהירות הירח. 

אמרת שיש שני גורמים ברורים, יש עוד?
יש עוד. גורם משמעותי במיוחד שמשום מה רבים לא מתייחסים אליו הוא מרחקו של הירח (במעלות קשת) ממישור המילקה! ככל שהוא רחוק יותר הוא יהיה פחות בהיר. בסופרמון הנוכחי (11/2016) הירח רחוק לגמרי מהמילקה. יותר מחמש מעלות! הבהירות שלו ממש לא תהיה גבוהה יותר מירחים שהיו בעבר. מצטער.

אז מתי בעצם יהיה הכי הכי הכי בהיר?
טוב, בואו נראה. נניח שיש לנו ירח מלא בפריגאה (הכי קרוב), נניח שכדור הארץ בפריהליון (הכי קרוב לשמש), ונניח שהוא גם בדיוק על מישור המילקה. במצב הזה הירח יהיה הכי הכי הכי בהיר שאפשר. אבל דא-עקא תקראו טוב את כל התנאים ותגלו ששילוב של כולם מוביל לכך שאנחנו באמצע ליקוי ירח עמוק במיוחד! חוויה נהדרת לצפייה אבל ירח לא רואים. אופס.... מסיבה זו, לירח יש בהירות מקסימלית תיאורטית אולם לעולם לא ניתן לצפות בה. שוב מצטער.

נו ובכל זאת מתי הכי הרבה שאפשר לצפות?
נחשוב שוב על התנאים בסעיף הקודם. כולם צריכים להתקיים, הפשרה היחידה שאפשר לעשות היא שהירח לא יהיה בדיוק מלא אלא טיפה פחות או יותר (הפרש של שעות אחדות) כלומר הירח הכי קרוב לארץ, הארץ הכי קרובה לשמש, יש ליקוי ירח מלא. הירח הבהיר ביותר האפשרי יהיה בדיוק לפני או אחרי כניסה לאזור הצל של כדור הארץ.

ומתי זה יקרה בפעם הבאה?
אברר ואודיע לכם כשזה יקרה. ביררתי. הפעם הקודמת הייתה בליקוי של 9/1/2001 והפעם הבאה תהיה בליקוי של 12/12/2114. הכי הכי בהיר בין השנים 1800-2200 יהיה בתאריך 3/1/2151, כאשר הארץ כמעט בפריהליון. הנתונים נלקחו מתוך ספרו של ז'אן מיו Jean Meeus, Astronomical Morsels II. 

ומה זה ירח כחול ירח שחור ועוד כל מיני ירחים?
אלו כינויים למצבים כמו שני ירחים מלאים בחודש אחד, או ארבעה ירחים מלאים ברבעון, או חודש פברואר שאין בו ירח מלא כלל. לא משהו מעניין. תתעלמו. יש גם שמות פולקלוריים לירחים מלאים. נחמד אבל חסר חשיבות אסטרונומית.

אז על מה כל המהומה?
כרגיל, על לא מאומה. אבל אם אנשים בגלל זה יוצאים להביט בירח, דיינו. צפייה בירח המלא זורח היא תמיד חוויה. הנה תראו בעצמכם בסרטון המצורף!

אז מה כן מעניין לצפות בירח?
ירח תמיד מעניין לצפייה. אפילו עם משקפת קטנה אפשר לראות פרטים עליו והם משתנים מדי יום בהתאם למופע של הירח. ליקויים הם תמיד מעניינים וגם התקבצויות של הירח וכוכבי לכת או כוכבים בהירים הם מעניינים. עשו לייק לעמוד הפייסבוק שלנו ותקבלו עדכונים שוטפים. למשל יום לאחר הסופרמון, הירח יכסה את הכוכב אלדברן בשור. בישראל יראו רק את הדקות האחרונות של ההתכסות, אבל בתחילת הערב תיראה התקבצות יפה וקרובה.

עוד שאלות?
שאלו בתגובות ואשמח לענות!



לקריאה נוספת
הירח בעין צופיה - סדרה בת שלושה מאמרים על תצפיות בירח ללא טלסקופ
בהירות הירח