לא ממש סימני חיים
רכב המאדים האמריקני "פרסבירנס" (התמדה) גילה בדגימות קרקע שנטל מינרלים שעשויים להעיד כי בעבר התקיימו חיים מיקרוביאליים במאדים. ניתוח של הרכב הדגימות במכשירים שהרכב נושא עמו העלה כי הן מכילות שני מינרלים עשירים בברזל ובזרחן, שבכדור הארץ נוצרים בעיקר בפעילות של חיידקים ומיקרואורגניזמים אחרים בסביבה מימית, כמו ביצות. עם זאת, המינרלים האלה יכולים כנראה להיווצר גם בתהליכים אי-אורגניים, שאינם דורשים מעורבות של יצורים חיים. הגילוי אם כך רחוק מלספק ראיות של ממש כי אכן היו בעבר חיים על פני כוכב הלכת השכן.
רכב המאדים פועל באזור מכתש גז’רו (Jezero) מאז שנחת על פני כוכב הלכת ב-2021. כשמאדים היה כוכב לכת רטוב, לפני יותר משלושה מיליארד שנה, המכתש הזה היה כנראה אגם גדול. הוא נבחר לאתר המחקר משום שעל כדור הארץ החיים התפתחו בסביבה מימית, והחוקרים סבורים כי אם התקיימו פעם על מאדים חיים כפי שאנחנו מכירים אותם, סביבה בה היו בעבר מים תיתן לנו את הסיכוי הטוב ביותר למצוא סימנים לכך.
4 צפייה בגלריה
רכב החלל פרסבירנס (התמדה) על אדמת מאדים
(צילום: NASA/JPL-CALTECH/MSSS/Handout/Reuters)
בשנה שעברה זיהו מפעילי הרכב תצורת סלעים מעניינת באזור שמכונה עמק נרטבה (Neretva Vallis) - שפך רחב של נהר שזרם לתוך האגם. באזור המפגש בין מי הנהר למי האגם נוצרו משקעי חרסית, ובשנה שעברה זיהו שם מפעילי הרכב סלעים מנוקדים בגרעינים כהים, שמזכירים זרעי פרג, וגודלם כמילימטר. בכדור הארץ תצורות כאלה מזוהות במקרים רבים עם מרבצים מאובנים של חיידקים בתוך סלעים, וכבר עם הגילוי, ביולי 2024, מיהרו החוקרים להכריז על “סימנים אפשריים לחיים קדומים על מאדים“.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
החיים הסודיים של העטלפים
השקט שלפני הרעש
משפכים בחול: ארינמל וארי-תולע
כמה ימים לאחר הגילוי קדח הרכב באחד הסלעים, ונטל דגימות של הגרעינים האלה. החוקרים ניתחו את הרכבם בעזרת כמה ממכשירי המעבדה הניידת של פרסבירנס, והגיעו למסקנה שהם מכילים ויויאניט (Vivianite) וגרייגיט (Greigite), שני מינרלים עשירים בפחמן, זרחן, גפרית ותחמוצות ברזל. במאמר שהתפרסם השבוע בכתב העת המדעי Nature החוקרים מציינים כי נראה שהמינרלים נוצרו בתגובות חמצון-חיזור לאחר שקיעתם, ובטמפרטורות נמוכות יחסית. עם זאת, הם מציינים כי רק בדיקה מעמיקה במכשור שיש בכדור הארץ תוכל לאפשר לקבוע בדיוק רב כיצד ומתי נוצרו המינרלים.
הדמיה של מקורות המים על מאדים, שהלכו והתייבשו עם השנים
(קרדיט: NASA)
"בתצורות משקעים כאלה בכדור הארץ, המינרלים האלה הם במקרים רבים תוצר לוואי של מטבוליזם של חיידקים שמפרקים חומר אורגני", אמר ראש צוות המחקר, ג’ואל הורוביץ (Hurowitz) מאוניברסיטת סטוני ברוק בניו יורק. עם זאת, לינדזי הייז (Hayes), מדענית בכירה במחלקת המדעים הפלנטריים בסוכנות החלל של ארצות הברית, נאס”א, הדגישה במסיבת העיתונאים על הגילוי כי "מה שאנו מתארים כאן זו חתימה ביולוגית אפשרית של יסוד, מולקולה, חומר או תצורה שאולי יש להם מקור ביולוגי, אבל דרוש עוד מחקר לפני שנוכל להסיק מסקנות לגבי נוכחות של חיים או העדרם".
זו לא הפעם הראשונה שרכב מאדים מגלה חומרים שעשויים להיות ממקור ביולוגי, אך יש גם הסבר אחר להיווצרותם. רק בשנה שעברה זיהו חוקרים המפעילים את התאום הוותיק יותר של פרסבירנס, קיוריוסיטי, מולקולות אורגניות גדולות יחסית על מאדים. גם במקרה זה, הגילוי עשוי לרמז על קיום של חיידקים או צורת חיים דומה בעבר הרחוק של מאדים, אך רחוק מאוד מלספק ראיה חותכת לכך.
4 צפייה בגלריה
מכתש ג'זרו על מאדים, בו נמצאו חתימות שמעידות על היתכנות לקיום חיים בעבר הרחוק מאוד
(איור: Imperial College London)
רכב המאדים פרסבירנס נועד במקור, בין שאר משימותיו, להיות שלב ראשון בתוכנית מורכבת יותר להבאת דגימות ממאדים לניתוח בכדור הארץ. פרסבירנס נוטל במהלך עבודתו דגימות קרקע מעניינות, ומאחסן אותן במיכלי איטום מיוחדים. משימה עתידית הייתה אמורה לבוא בעקבותיו, לאסוף את המיכלים שירוכזו באזורים מסוימים, ולשגר אותם לכדור הארץ. ואולם, בשנה שעברה ביטלה נאס”א את התוכנית בשל עלויותיה הגבוהות. הסוכנות פנתה לחברות פרטיות שיציעו תוכניות חלופיות, אך עד כה לא נבחרה תוכנית כזו.
חורים שחורים על הגלים
גילוי חדש של גלים כבידתיים מאשש תיאוריות ותיקות של אלברט איינשטיין ושל סטיבן הוקינג על תהליכים שקשורים בחורים שחורים. הגלים זוהו בחיישני LIGO בארצות הברית בתחילת השנה, והממצאים נותחו בידי צוות חוקרים בינלאומי במסגרת שותפות LIGO-VIRGO-KAGRA לזיהוי גלים כבידתיים. לדברי החוקרים, הגל שנמדד בתצפית הזו הוא הגל הכבידתי החזק ביותר שזוהה עד כה. “זה היה כמו לחישה שהופכת לצעקה”, אמר גרנט פראטן (Pratten) מאוניברסיטת בירמינגהם באנגליה. "זה נתן לנו הזדמנות יוצאת דופן להעמיד במבחן קשוח את התיאוריה של איינשטיין, וגם לאשש את אחת התחזיות המוקדמות של סטיבן הוקינג, שהתמזגות של חורים שחורים יכולה לגרום רק לגדילתם, לא להתכווצותם".
את קיומם של הגלים הכבידתיים חזה איינשטיין במסגרת היחסות הכללית. על פי התיאוריה שלו, גופים בעלי מסה גדולה יוצרים מעין אדוות במרחב-זמן, או הפרעות כבידתיות, שאפשר למדוד. עם זאת, מדובר בתנודות חלשות מאוד, וקשות מאוד לזיהוי על רקע רעשי הרקע הרבים בכדור הארץ. לקח מאה שנה של ניסויים בטרם אומתה התחזית לראשונה, כשבדיוק לפני עשור, בספטמבר 2015, זיהו חוקרים בפעם הראשונה גלים כבידתיים כאלה בגלאי LIGO, בעזרת תנודות זערוריות בקרן לייזר ארוכה. מקור הגלים שזוהו אז היה אירוע התנגשות והתמזגות של שני חורים שחורים לפני מיליארדי שנים. מאז זיהו LIGO והגלאים הנוספים שורה ארוכה של אירועים דומים, וחקר הגלים הכבידתיים סיפק כלים חדשים למחקר אסטרונומי ולזיהוי של אירועים אנרגטיים כאלה.
בתחילת שנות השבעים פרסמו סטיבן הוקינג ויעקב בקנשטיין (Bekenstein), שלימים עלה לישראל והיה פרופסור באוניברסיטה העברית, תחזית תיאורטית הנוגעת למיזוג של חורים שחורים. על פי התחזית שלהם שטח הפנים של החור השחור, המכונה “אופק אירועים”, קשור ישירות למסה שלו. לכן הם חישבו כי במיזוג של חורים שחורים, שמוסיף מסה, אופק האירועים של החור השחור החדש חייב להיות גדול יותר מסכום שטחי הפנים של החורים השחורים לפני המיזוג. הזיהוי החדש של גלי כבידה איפשר בפעם הראשונה למדוד את המסה של חורים שחורים לפני מיזוג ואחריו ולאשש את התחזית. החוקרים מצאו כי בעוד שטח הפנים הכולל של שני החורים השחורים לפני ההתנגשות היה כ-240 אלף קילומטרים רבועים, שטח אופק האירועים של החור השחור שנוצר בהתמזגות היה כ-400 אלף קילומטרים רבועים.
החוקרים אימתו תחזית נוספת, של המתמטיקאי הניו-זילנדי רוי קר (Kerr). קר טען שבניגוד לגרמי שמיים רבים אחרים, אפשר לחשב את רוב התכונות של חורים שחורים על סמך שני פרמטרים בלבד: המסה ומהירות הסיבוב שלהם. “בזכות בהירות האות שהתקבל בזיהוי הנוכחי של גלים כבידתיים יכלנו לקלוט שני ‘טונים’ של קולות החורים השחורים, ולראות שהם מתנהגים כמו שחזה קר”, אמר גרגוריו קרולו (Carullo), גם הוא מאוניברסיטת בירמינגהם.
התמזגות הפרסום של הגילוי עם ציון העשור לגילוי הראשון של גילוי גלים כבידתיים מאפשר לחוקרים לחגוג את ההצלחה של שימוש בגלים כבידתיים למחקרים באסטרופיזיקה. למערך שכולל כיום שלושה גלאים, LIGO בארצות הברית, VIRGO באיטליה ו-KAGRA ביפן, צפוי להצטרף בשנים הקרובות גם גלאי בהודו. המחקר בתחום רק מתחיל, אומרים החוקרים.
אביא לך מתכות מהירח
חברת "בלו אוריג’ין" הודיעה כי האבטיפוס למערכת שהיא מפתחת להפקת חמצן ומתכות מאדמת הירח עבר את שלב הפיתוח העיקרי, והוא מוכן לניסוי שטח על הירח בשנה הבאה. אדמת הירח מכילה כמויות גדולות של תחמוצות מתכת, כלומר תרכובות עם חמצן של מתכות כמו ברזל, אלומיניום, סיליקון, טיטניום ועוד. מערכת Blue Alchemist, “האלכימאי הכחול”, היא למעשה תנור שמתיך את אדמת הירח בטמפרטורה גבוהה, שמאפשרת להפריד את האדים של החמצן ושל המתכות, ולקבל חמצן נקי ומגוון מתכות ברמת ניקיון גבוהה.
החמצן על הירח יכול לשמש לנשימה, להפקת מים עם מימן - תהליך שגם מייצר חשמל, וכן כמחמצן לדלק רקטי. במתכות אפשר להשתמש לייצור ובנייה על הירח, כמו גם בתרכובות אחרות שיכולות להתקבל בתהליך. תחמוצת סיליקון למשל היא חומר הגלם לייצור זכוכית, שבעזרתה אפשר לייצר תאים סולריים להפקת חשמל, חלונות ועוד. ב-2023 כבר הדגימו מהנדסי החברה ייצור של תא סולרי זעיר, בגודל מטבע, מחומרים שקיימים באדמת הירח.
4 צפייה בגלריה
גבישי מתכות שהופקו על כדור הארץ מהחומרים שזמינים באדמת הירח במערכת הניסוי של החברה
(צילום: Blue Origin)
תחום השימוש במשאבים פלנטריים מקומיים, או בראשי התיבות באנגלית ISRU, הוא כיום מרכיב מרכזי בתוכניות רבות לקיים נוכחות ארוכת טווח על הירח, על מאדים ובמקומות אחרים, משום שהוא מפחית את התלות של האנשים שם בכדור הארץ.
“מערכת Blue Alchemist משנה את הגישה שלנו לחלל. זה הבסיס לנוכחות רובוטית ואנושית מתמשכת ברחבי מערכת השמש”, אמרה פט רמיאס (Remias), סגנית נשיא בלו אוריג’ין לנושאי חדשנות ויזמות. “כל קילוגרם של חמצן שאנו מפיקים על פני הירח הוא קילוגרם אחד פחות שאנו צריכים לשגר מכדור הארץ, וזה זינוק ענקי לקראת מושבות קבע ומשאבים לתחבורה לירח, למאדים ואף מעבר להם”.
בלו אוריג’ין לא מסרה בהודעה פרטים מעשיים על המערכת, כמו היקף הייצור שהודגם, צריכת האנרגיה שלה או המשימה שבמסגרתה מתכוונת החברה להדגים את תפקוד המערכת על הירח עצמו.
אחת המתחרות של בלו אוריג’ין בתחום הזה היא חברת הליוס מישראל, שפיתחה תהליך ייחודי המאפשר עיבוד של אדמת הירח בטמפרטורה נמוכה יחסית, כלומר – צורך פחות אנרגיה. עם זאת, המערכת של הליוס טרם נוסתה בחלל, ובשנים האחרונות מתמקדת החברה יותר בייעול תהליכים אנרגטיים לייצור פלדה בכדור הארץ.
איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
