זוכי פרס דן דוד בקטגורית האסטרונומיה

פרס דן דוד מחלק בכל שנה פרסים בסכום גבוה לזוכים בקטגוריות שונות ומטרתו לעודד הצטיינות בתחומי המדע הרוח והאומנות. השנה בין הקטגוריות, היה גם תחום האסטרונומיה. פרטים נוספים על הפרס, מטרותיו והזוכים בו מאז היווסדו אפשר למצוא באתר פרס דן דוד.


הזוכים בתחום האסטרונומיה, תחום עתיד, לשנת 2017 ונימוקי הזכייה הם:

• פרופ' ניל גרלס ז״ל (Prof. Neil Gehrels), אסטרופיזיקאי אמריקאי, אמור היה לקבל את פרס דן דוד עבור תגליותיו באמצעות טלסקופ החלל  Swift של נאס"א, משימה בה היה החוקר הראשי, ואשר שינתה את ראיית השמיים המשתנים בקרינות גאמא ו-X (רנטגן). בהנהגתו, גילה Swift למעלה מ-1000 מבין הפיצוצים האדירים הנקראים התפרצויות קרני גאמא,  וחשף עושר של מידע לגבי מאפייניהם, מרחקיהם וסביבתם. גילוייו הביאו לתובנות חדשות וחשובות לגבי מהותם של אירועים קיצוניים אלו.  
• פרופ' שריניוואס קולקארני (Prof. Shrinivas Kulkarni), אסטרונום הודי-אמריקני, יקבל את פרס דן דוד על היותו דמות מפתח בתצפיות אסטרונומיות בתחום הזמן ועל פני כל ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטי. הוא יזם וניהל את פרויקט PTF, סקר שמימי גדול בחיפוש אחר מקורות אסטרונומיים חולפים ומשתנים. מחקריו העשירו את הידע האנושי לגבי הרקיע המשתנה, כולל גילוי  ואפיון אלפי פיצוצים כוכביים – סופרנובות ודומיהן. רבים מן האירועים שהתגלו נצפו בפרוט והובנו יותר מאי פעם, כאשר חלקם תרם להגדרת סוגים חדשים לגמרי של פיצוצים שלא נצפו קודם לכן. 
• פרופ' אנדריי אודלסקי (Prof. Andrzej Udalski), אסטרונום פולני, זכה בפרס דן דוד על היותו חלוץ ומוביל באסטרונומיה של תחום הזמן, ובחקר השמיים המשתנים בגלקסית שביל החלב ובגלקסיות המאגלאניות השכנות. באמצעות  סקר ההשתנות האסטרונומי OGLE, אותו הוא ביצע לאורך 25 שנה,  הוא עקב אחר בהירותם של למעלה מחצי מיליארד כוכבים, גילה ואפיין מעל חצי מיליון כוכבים משתנים  מכל הסוגים, ובכך הרחיב והעמיק בסדרי גודל את הידע בתחום. תוך שימוש בשיטת המיקרו-עידוש הכבידתי  (gravitational microlensing) שהוא מחלוציה. הוא גילה עשרות רבות של כוכבי לכת באזורי "קו השלג"  של כוכבי האם שלהם, אוכלוסיית פלנטות החיונית להבנת היווצרותן והתפתחותן של מערכות פלנטריות כגון מערכת השמש.

למרות שמחקרים הנושאים אלו נגישים פחות לקהל הרחב, יש בהם חשיבות רבה למדע האסטרונומיה. תצפיות בגלים קצרים במיוחד (גמא ו-X) אפשריות רק מהחלל שכן האטמוספירה של כדור הארץ חוסמת את רוב הקרינה בתדרים אלו, וזאת למזלנו הרב, אחרת לא היינו שורדים כלל. התפרצויות גמא נמשכות זמן מועט וברגע שמזהים אפשרות לכזו יש לכוון אליה טלסקופים במהירות האפשרית.

גם אירועים של זיהוי סופרנובות הם נדירים. את רובם מזהים בגלקסיות אחרות וגם שם יש חשיבות לנסות ולאתר אותן במהירות, תוך שימוש במצפי כוכבים מסביב לעולם. במאמר שהתפרסם במסגרת אתר מכון וייצמן, מתוארת השתלשלות המאורעות בצפייה בסופרנובה:

המירוץ לצפייה בספקטרום של הסופרנובה הצעירה נפתח בטלסקופים הרובוטיים במצפה "פאלומר" בקליפורניה, שהם חלק מפרויקט רב-לאומי בשםiPTF , בראשותו של פרופ' קולקארני. טלסקופים אלה מתוכנתים לזהות אירועים חולפים, כלומר, שינויים פתאומיים בשמי הלילה שעשויים להיות סופרנובה חדשה, ולהזעיק את חברי הצוות. בצדו השני של כדור הארץ קיבל את ההודעה ד"ר יאיר הרכבי, שהיה אז תלמיד מחקר בקבוצתו של פרופ' גל-ים. הוא העריך את הנתונים, הבין את משמעותם, ויצר קשר עם ד"ר אסף חורש, שהיה אז חוקר בתר-דוקטוריאלי במכון הטכנולוגי של קליפורניה בפסדינה (ומאז הצטרף למכון ויצמן למדע). ד"ר חורש ביצע תצפיות ספקטרוסקופיות באמצעות טלסקופ המוצב בהוואי, מערבית לזה שבקליפורניה, ולכן יכול היה להאריך את שעות התצפית בסופרנובה לאחר שהבוקר כבר עלה בקליפורניה. תגובתו המהירה איפשרה לו להקליט את הספקטרום הנפלט של החומרים הנישאים ברוח - 15 שעות בלבד לאחר ההתפוצצות.

לפני כעשרים שנה מדענים גילו תמונות מוזרות. גלקסיות בצורות לא שגרתיות הופיעו כמה פעמים באותה תמונה. התשובה הייתה מקור כבידה עצום הנמצא ביננו לבין הגלקסיות שמעוות את האור. פרט לתוצאה ישירה נוספת של תאורית הכבידה הכללית של איינשטין, התאפשר לראות תמונות, לא תמיד ברורות, במרחקים עצומים. מקור כבידה עצום זה עובד כמו עדשה ומאפשר לנו לראות יותר רחוק בחלל, מיליארדי שנות אור, ולמעשה מוקדם ומוקדם יותר בזמן, עוד לפני שמערכת השמש הייתה קיימת.

הנה תמונה שפורסמה ממש עכשיו. מאות שעות צילום של טלסקופ האבל כחלק מפרוייקט Frontiers Fields. אתם מוזמנים לספור כמה גלקסיות רואים באזור זה, הנמצא בקבוצת לוויתן בשמיים.
צביר הגלקסיות הקרוב יחסית, משמש כעדשה ומעוות את הוא המגיע מאחוריו כך שלמרות שקו הראייה הישיר שלנו לקלקסיות רקע רחוקות אלו חסום, אנו מצליחים לראות אותן בצילום.

צביר גלקסיות אבל 370 Abell  ומאחוריו
Image Credit: NASA, ESA, Jennifer Lotz and the HFF Team (STScI)

פרופ' אודלסקי, מספר שפרויקט ה-(OGLE) Optical Gravitational Lensing Experiment, בראשו הוא עומד, מהווה כיום את אחד מהסקרים הפוטומטריים הגדולים בעולם (וגם אחד הוותיקים שבהם). ״בשנת 2017 חגגנו את יום ההולדת ה-25 למיזם הענק הזה. התחלנו בשנת 1992 והיינו די חלוצים בתחום, וכן, אני מודה, הצלחנו להשפיע על תפיסת האסטרונומיה המודרנית. מאז, הפרוייקט מספק על בסיס קבוע תגליות בהחלט מעניינות שזכו לדי הרבה תהודה עולמית...״. פרופ' אודלסקי אומר כי בתחילת המסלול המיזם התרכז בתצפיות בשביל החלב בתופעה שזכתה לשם microlensing (המיקרו-עידוש) – תופעה נדירה הנובעת היישר מתיאוריית היחסות הכללית של איינשטיין. ״הרעיון היה לחפש את ה׳חומר השחור׳ באמצעות שימוש בשיטת המיקרו-עידוש הכבידתי. כדי לאתר את תופעת המיקרו-עידוש שהיא מאוד נדירה יש צורך לסקור מיליוני כוכבים במשך זמן רב ביותר והנתון הזה שינה לחלוטין את הדרך של ביצוע תצפיות באסטרופיזיקה. במשך השנים אספנו מדידות במיליוני כוכבים והנתונים נאגרו במסד נתונים ענק. יש שם כיום לא רק את תופעת  המיקרו-עידוש אלא גם פתחנו נישה בלתי צפויה ושלא נחקרה עבור מחקרים אחרים לתחומים שנקראים כיום time domain astronomy המבוססים על כריית נתונים בקני מידה ענקיים״.

פרופ' אודלסקי מספר שהתגלית בשנת 1993, של תופעת  המיקרו-עידוש היתה סנסציה גדולה בזמנו מבחינה מדעית בהיותה אשרור עצמאי לתיאוריה של איינשטיין. ״מצד שני, המחקר אחר החומר השחור הסתיים ללא הצלחה ועם תוצאות שליליות... לאחר 15 שנות תצפיתהבנו שאובייקטים ׳רגילים׳ אינם יכולים להוות את הרכיב המרכזי של החומר השחור בגלקסיה שלנו שכן מספר המיקרו-עידושים בהם הבחנו היה מועט מדי״. לדבריו, התוצאה היתה בעלת חשיבות רבה   עבור האסטרונומים, אבל, לא כל כך מרעישה עבור הקהל הרחב. ״תמיד עדיף לגלות משהו מאשר לשלול משהו...״.

פרופ' שריניוואס קולקארני (Prof. Shrinivas Kulkarni)

פרופ' אנדריי אודלסקי (Prof. Andrzej Udalski)

תמונות הזוכים באדיבות פרס דן דוד.