הסודות בתוך האבק הקוסמי מדע | סמית'סוניאן - מאמרים, תופעות וסקרנות, מדע, טכנולוגיה ומרחב

בפתחה של מעבדה סטרילית במרכז החלל ג'ונסון של נאס"א ביוסטון, אני לובש חליפה לחדר נקי לבן, כובע ומסיכה כירורגית, שלל וכפפות לטקס. המארח שלי, מינרלוגיסט בשם מייק זולנסקי, חולף את מקליט הקול הדיגיטלי שלי באלכוהול בכדי להסיר פתיתי עור ומוך הכיס. הוא לא רוצה ששום דטרוז יזהם את האבק היקר בחדר.

תוכן קשור

מקורות החיים
הצלת צב הים בסכנת הכחדה הגדולה בעולם
זכרונות סטארדוסט
רמזים משביט

ברגע שנמצא בפנים, זולנסקי שולף ארגז זכוכית בגודל כף יד מארון. התיבה מכילה נתח מלבני, פחות משני סנטימטרים לרוחב, מחומר שקוף ומוזר. אני נשען פנימה ומצמצם את זה אבל לא ממש יכול להתמקד בשום דבר. זולנסקי מכבה את האורות ומושיט לי מצביע לייזר. הקורה האדומה חושפת פסים דקים בתוך הנתח שמתחילים על פני השטח שלו וחודרים לשברים של סנטימטר, כמו עקבות כדורים זעירים. "אלה השפעות שביט, " הוא אומר. "יפה להסתכל עליו."

המסילה נעשתה במהלך הניסיון הראשון והיחיד בעולם לרדוף אחרי שביט ולהביא מעט ממנו הביתה. המשימה של נאס"א, שנקראה סטרדאוסט, שלחה חללית לכוכב השביט 2 (המכונה גם "VILT") למסע בן שבע שנים שהסתיים בשנת 2006. היא החזירה את החומר היחיד - מלבד סלעי ירח - שנלקח היישר מחוצל. גוף.

מדענים מצפים כי אבק השביט יביא רמזים לאופן יצירת מערכת השמש וכוכב הלכת שלנו. כדור הארץ עבר כל כך הרבה במשך 4.5 מיליארד שנותיו - הרי געש התפרצו, הרים עלו ונפלו, חום ומים הפכו כימית סלעים שוב ושוב - עד שמדענים מתקשים לשים את היד על העדויות הגאולוגיות המוקדמות ביותר במה שעשוי להיות נקרא מצב אולם תצוגה. הכל נקבר או השתנה. לעומת זאת, שביטים, שהם בערך באותו גילם של כדור הארץ, הם שרידים בתוליים. "לא נותר דבר על פני כדור הארץ העתיק כמעט כמו פיסות הגבישים והמינרלים האלה, " אומר קרלטון אלן, אוצר אסטרומטריה במרכז החלל ג'ונסון. כוכב שביט, הוא ממשיך, מכיל בתוכו את "חומר ההתחלה למערכת השמש שלנו, את הדברים שהתלכדו בכדי להפוך את כל מה שאנחנו רואים."

שביטים מקורם בפאתי ענן עצום של גז ואבק שהתלכד במערכת השמש שלנו לפני יותר מ -4.5 מיליארד שנה. גבישי קרח הרחק מהשמש השתלבו בהדרגה עם אבק ויצרו טריליוני שביטים, שמקבילים לאט סביב השמש מאז בהקפאה עמוקה הרבה מעבר לנפטון. רק כאשר כוח הכבידה מכוכב סמוך או הפרעה קוסמית כלשהי דוחף אותם, הם מתקרבים לשמש; ואז אנו רואים זרמי גז ואבק כאשר הקרח מתאדה - זנב החתימה.

המפורסם ביותר, שביט האלי, נמצא בקושי עשרה מיילים לרוחב, אך הוא מייצר זנב יפהפה שאורכו עשרות מיליוני מיילים, כאשר מסלולו הלולאה מביא אותו בין כדור הארץ לשמש מדי 76 שנים. (כדור הארץ יראה את זה שוב בשנת 2061.) גם אסטרואידים הם קדומים, אך רובם מסלול בין מאדים ליופיטר, שם האפה אותם השמש במשך מיליארדי שנים. רובם צפופים וסלעיים, חלקם אפילו חתיכות מתכתיות ומשפכות שלעתים נוחתים על כדור הארץ כמטאוריטים.

תכנית המסע של הסטארדוסט של נאס"א נשמעת כמו הרפתקה של באק רוג'רס. מסתובב רחוק על פני מאדים לתחום של 150 מיילים משביט פראי 2, שמתנשא לגובה של 13, 700 מיילים לשעה. תפוס שברים מבלי להרוס אותם. נסע חזרה לכדור הארץ ושחרר כמוסה לאטמוספרה לכניסה מחודשת בלילה מעל יוטה. מצנח לאדמה בלי להתרסק. "פחדנו עד השניה האחרונה", אומר זולנסקי. "אנחנו עדיין לא יכולים להאמין שזה באמת עבד."

עבור כל הרקטות המרשימות, ייתכן שהטכנולוגיה המשמעותית ביותר של המשימה הייתה החומר המוזר שתפס את אבק השביט. Airgel נקרא זה המוצק הקל ביותר שנוצר אי פעם. לוח בגודל של אדם ממוצע היה שוקל פחות משלושה קילו. מדען איפשר לי פעם להתפורר כמה ביד; זה הרגיש כמו טלק שביר. עם זאת איירגל קשוח. זה עשוי מתרכובות סיליקה המסודרות ברשת משוכללת שיכולה לחרוש חלקיקים שחרשים לתוכו במהירות של עד שש מהירות של כדור רובה. החללית נשאה שני מגשי איסוף אלומיניום בצורת מחבטי טניס גדולים מדי. בכל מגש היו כ -130 כיסים מלבניים מלאים בלוקי איירגל קטנים יותר מקוביות קרח.

בחדר הנקי, זולנסקי מחזיר את נתח האוויר לארון האחסון ומסיר מארז אלומיניום מוברג. בפנים שוכן מגש אוסף שביט שלם. זה שווה בערך 200 מיליון דולר. "אני תמיד עצבני לגבי החלק הזה, " הוא אומר. "אני משתדל לא להפיל את זה." הוא מניח את התיק על שולחן נירוסטה, פותח אותו ומרים את המכסה. "אוויר זורם מהתקרה, ולכן הכלל כאן הוא שאנחנו לעולם לא עומדים מעל המגש", הוא אומר לי. אפילו כשהמסכה דולקת, אני מודעת לכך שאסור לי להתעטש.

קוביות האווירגל, הכחולות הזוהרות העקומות, נראות כמו נפיחות נשימה הנשפות בבוקר חורפי ומוצקות קפואות. מצביע הלייזר חושף עשרות מסילות המתחלפות על פני השטח של הקוביות ופנימיותן, חלקן כמו סיכות חוד, ואחרות אוהבות שורשים.

כמה עשרות קוביות חסרות במגש. זולנסקי ועמיתיו גזרו מאות קטעים קטנים מהקוביות הללו. הם מוציאים מסלול חלקיקים שלם על ידי תקע זוג סיבי זכוכית חדים לתוך האנג'ל, תהליך שנמשך יום. היצירה החולצת נראית כמו פינת הציפורן המגודרת ויש לה חלקיק בקצה אחד.

שנראה דרך מיקרוסקופ החלקיק שזולנסקי מראה לי שחור שחור. אסטרונומים תיארו פעם את שביטיהם כפוררים בעדינות "כדורי קרח פלאפים". ואז צילומים מפורטות חשפו כי מריכות החוץ של שביטים הם קרומים מושחרים, חרוכים מקרינת החלל. קרח ואבק נשפכים דרך סדקים בקרום, ושוחקים את פנים השביט בכל מסלול. דגימות הסטרדאוסט - שליחים מבפנים של ווילד 2 - מראים כי שביטים חשוכים דרך ומעבר.

תחת הגדלה גבוהה יותר, חלקיקי האבק נראים כמו גרעיני פופקורן מתפוצצים. מדעני סטארדסט הופתעו לגלות כי חלק מדגני השביט עשויים מינרלים הנוצרים רק בטמפרטורות גבוהות במיוחד. נראה כי גרגרים אלה קמו קרוב לשמש, בתוך מסלולו של מרקורי, בתוך תנור פיצוץ הרחק מהשוליים הקרים והקרים של מערכת השמש בה כעת נסחפים שביטים.

איש לא ציפה כי המרכיבים החמים של מערכת השמש הפנימית יתערבבו עם מערכת השמש החיצונית הקרה לפני מיליארדי שנים. "זו תוצאה מדהימה", אומר מדען הפלנטה מייקל א'הרן מאוניברסיטת מרילנד. "זה גורם לנו לחשוב מחדש על האופן בו הדברים התאגדו." פירוש הדבר הוא כי רוח או קרינה מהשמש הנולדת היו חזקים מהצפוי, והביאו את גרגירי החום המזויפים עמוק לתוך מערכת השמש, שם הם התמזגו עם אייסים ואבק קפוא לשביטים.

מגש האיסוף תפס גם עדויות שהצביעו כי שביטים עשויים סייעו לחיי הזרע בכדור הארץ. חוקרי נאס"א מצאו עקבות של גליצין - אחת מחומצות האמינו המרכיבות את החלבונים בכל היצורים החיים - על נייר האלומיניום המצפה את דפנות קוביות האנגל. הגילוי, שאושר בקיץ האחרון, מציע כי שביטים מכילים כמה מהמולקולות הבסיסיות של החיים. שביטים ומטאוריטים המתנגשים בכדור הארץ הצעיר היו מפיצים תרכובות כאלה, ואולי מספקים את החומרים לתאים הראשונים של כדור הארץ.

סטארדאוסט לא הייתה משימת השביט היחידה. החללית Deep Impact של נאס"א תלתה בדיקה לכוכב שביט P9 / Tempel 1 בשנת 2005 וגילתה שהקרום היה קשיח אך השכבות מתחת היו חלשות ואבקות. משימה אירופאית שעומדת כעת בדרכה, רוזטה, תנסה לנחות על כוכב שביט בשנת 2014, לקטוף קצת עפר קרח ולנתח אותו במקום.

אחרי שאנחנו מפשיטים את חליפות החדר הנקי, זולנסקי מוריד אותי למטה לראות את כמוסת החזרה של המשימה. (הוא מוצג כעת במוזיאון האוויר והחלל הלאומי.) המגן בצורת חרוט שהגן על המטען של סטארדוסט במהלך כניסתו הלוהטת הוא בערך חצר רחבה. יש בזה קצת לכלוך, בוץ יוטה מהנחיתה. פני הקפסולה, מורכבים מפחמן מעורבב עם פקק, נשרפים ומניבים מעט למגע. החללית טסה שלושה מיליארד מיילים - המטייל הכי רחוק שאי פעם מצא את דרכו הביתה.

רוברט איריון כתב על חורים שחורים וכוכבי לכת חדשים עבור סמית'סוניאן .