כוכבי קמיקאזה

לפני כ-1,300 שנה אירע במערכת השמש פיצוץ אדיר שגרם לסופת קרינה בכדור הארץ. מה גרם לו? התשובה מסתתרת, בין היתר, בעצים
X זמן קריאה משוער: 8 דקות

משהו עם עוצמה כמעט בלתי נתפסת פגע בכדור הארץ בשנת 775. אירופה היתה בעיצומם של ימי הביניים האפלים, אך השמיים התמלאו אור. "אותות בוערים ומאיימים התגלו ברקיע לאחר השקיעה; ונחשים הופיעו בסאסקס, כאילו יצאו מתוך האדמה, להפתעת כולם", תיעד הכרוניקן האנגלי בן המאה השלוש עשרה, רוג'ר מוונדובר.

ואם אתם לא מאמינים לו, שימו לב. בשנה האחרונה נחשפו ראיות חדשות שמאשרות כי אירוע אדיר ממדים כלשהו התרחש במערכת השמש באותה שנה. אבל איזה אירוע? אין סימנים להכחדה המונית או לאסון סביבתי שמלווה לרוב אירועים כאלה. והמסתורי מכול הוא שאין לו עקבות בשמיים כיום.

הרמז היחיד למה שקרה נעול בתוך טבעות שנתיות של עצים עתיקים. והתגלית מדהימה. פיצוץ קרינה עוצמתי ביותר הכה באטמוספירה שלנו לפתע פתאום ושינה את ההרכב שלה למשך אלף שנה. עולם ימי הביניים נחלץ מהאירוע ללא פגע, אך לו היה מתרחש כיום, גורלנו היה שונה. החברה שלנו, המסתמכת על טכנולוגיה, תחוסל על-ידי אירוע כזה: לוויינים יטוגנו, תחנות כוח ימסו ואנחנו נישאר ללא תקשורת ואנרגיה למשך שנים רבות. ייתכן שלעולם לא נתאושש.

הצוות של מיאקה חישב את האנרגיה הנדרשת לייצור רמות גבוהות כל כך של פחמן-14. ההערכות שלה לכמות האנרגיה היו אדירות – כל כך גדולות, למעשה, שרק כוכבים מתפוצצים יכלו לספר את מבול החלקיקים הנדרש

לכן חשוב ביותר להבין את מקור הפיצוץ. כמה אפשרויות שונות כבר עלו, אבל עכשיו אנחנו מתקרבים למציאת התשובה. ונראה שהאשמה מוטלת על אחת השכנות שלנו.
מכיוון שבימי הביניים לא הייתה טכנולוגיה שתיפגע, הנזקים היו מזעריים. לא היינו שמים לב אליהם בכלל לולא פוסה מיאקה מאוניברסיטת נגויה ועמיתיה. הם חיפשו ראיות לסופות קרינה גדולות ועתיקות בטבעות שנתיות של עצי ארז יפניים רבי-שנים. הם חיפשו בעיקר רמות גבוהות של פחמן-14, איזוטופ רדיואקטיבי שנוצר כשחלקיקים אנרגטיים מהחלל פוגעים באטמוספירה של כדור הארץ.

ארכיאולוגים משתמשים בפחמן-14 כדי לתארך עצמים אורגניים, כי כל הדברים החיים סופגים פחמן. עצים טובים במיוחד בתיעוד חריגות מהנורמה כי הם צומחים רק כמה חודשים בשנה באקלימים רבים, ולכן אפשר בעזרתם לאתר במדויק את כמות הפחמן-14 באוויר בכל תקופה נתונה. מה שמיאקה גילתה הוא עלייה חדה ברמות הפחמן-14 סביב שנת 775. במילים אחרות, סופת קרינה גדולה מאוד. ובכל זאת, גילוי בודד אינו מכריע. כדי לאשר את התגלית, נדרשו מדידות מאמתות ממקום אחר בעולם.

"ראינו את המאמר של מיאקה ומיד התעניינו במדידת ההשפעה בעצמנו," אומר איליה אוסוסקין מאוניברסיטת אואולו בפינלנד. הצוות שלו פנה לעצי אלון גרמניים עתיקים שגדלו פעם ליד נהר המיין. המדידה הייתה חד-משמעית. "אישרנו את התוצאות," הוא אומר. "מה שקרה בשנת 775 היה תופעה עולמית, וזה מצביע על מקור מהחלל החיצון." אז מה בדיוק קרה?

הצוות של מיאקה חישב את האנרגיה הנדרשת לייצור רמות גבוהות כל כך של פחמן-14. ההערכות שלה לכמות האנרגיה היו אדירות – כל כך גדולות, למעשה, שרק כוכבים מתפוצצים יכלו לספר את מבול החלקיקים הנדרש. הבעיה היא ששום שארית סופרנובה מוכרת אינה קרובה מספיק לכדור הארץ בהתחשב בתקופה המדוברת. ואין גם ענני אבק שעשויים להסתיר את השארית הזאת מאיתנו.

"זאת לא הייתה סופרנובה," טוען אוסוסקין בתקיפות. הוא ואחרים חושדים דווקא בשמש. הוא יצא לחפש ראיות היסטוריות להתלקחות סולארית שיכלה לגרום לאורורה. אף על פי שלא נעשו תצפיות שיטתיות בשמיים בימי הביניים, אנשים חיפשו בהם סימנים כדי להעניק להם פרשנות דתית. בכרוניקה האנגלו-סקסית גילה אוסוסקין את מה שכתב רוג'ר מוונדובר על אותות בוערים ומאיימים ועל נחשים. "בוערים ומאיימים" בהחלט נשמעים כמו אורורה. ואף על פי שמפתה לפטור את ההתייחסות לנחשים כקישוט אפוקליפטי, אוסוסקין מאמין שהיא מצביעה על תנועתה המפותלת של האורורה בשמיים. "כל מי שראה אורורה יודע שהיא נעה כמו נחש," הוא אומר.

ה-sungrazer הגדול ביותר שנצפה הוא לאבג'וי, שפלרטט עם המוות בשנת 2011. לאבג'וי התקרב למרחק של 137,000 קילומטרים מהשמש, ולפי ההערכות רוחבו הוא חצי קילומטר

אבל אין דרך ליישב את רעיון ההתלקחות הסולארית עם הערכת האנרגיה של מיאקה, שהייתה גדולה כמעט פי אלף. ובכל זאת, חוקר נוסף חשד גם הוא בשמש. אדריאן מלוט מאוניברסיטת קנזס קרא את המאמר של מיאקה וחשב שמשהו בו נראה לא בסדר. כשמיאקה חישבה את האנרגיה הנדרשת בהתלקחות סולארית כדי לייצר את סופת הקרינה בכדור הארץ, היא הניחה שהחלקיקים הוטחו מהשמש בצורה שווה לכל הכיוונים. להיפך, אמר מלוט, התפרצויות של חלקיקים מהשמש נורות בצורה מרוכזת יותר לחלל, כמו גייזר שנורה מהאדמה. ההנחה המתוקנת הורידה את כמות האנרגיה הנדרשת בפקטור של מאה. "עם תפוקת אנרגיה כזאת, סביר יותר שמקור סופת הקרינה הוא בשמש," אומר מלוט.

זה לא אומר שהאירוע פחות מרשים משחשבנו. הוא גדול לפחות פי עשרים מסופת הקרינה הגדולה שתועדה עד היום, על-ידי האסטרונום ריצ'רד קרינגטון בשנת 1859. "אין ספק שמה שקרה גדול יותר מאשר קרינגטון," אומר אוסוסקין. הוא גם גדול פי מאה מכל התלקחות שהתרחשה במאה האחרונה, לפי דוד אייכלר, פיזיקאי מאוניברסיטת בן-גוריון. אייכלר חושב שהשמש עשויה להתנהג ככה, אבל "רק עם קצת עזרה." הוא טוען שכוכב שביט התנגש בשמש והפיצוץ שנבע מזה סיפק כל כך הרבה אנרגיה עד שהוא יצר התלקחות סולארית. לדעתו, עוצמת הפיצוץ נבעה מהמומנטום של כוכב השביט. כשהר הקרח והסלע פגע בפני השמש, הוא כנראה כבר הגיע למהירות של 600 קילומטר לשנייה. "לשנייה," מדגיש אייכלר, "לא לשעה."

כוכבי שביט מתנגשים בשמש כל הזמן. הם נקראים sungrazers, וחלקם מגיעים לפני השטח, אבל הרוב מתפוצצים במרחק מסוים מעליהם. עם זאת, הם כל כך קטנים עד שקשה להבחין באנרגיה שמשתחררת בפיצוץ. אייכלר מעריך שכדי להצית התלקחות אדירה כמו זאת שמדובר בה כאן, נדרש כוכב שביט בגודל של הייל-בופ, שהופיע שוב בשמיים בשנת 1997, ולפי ההערכות רוחבו בין 40 ל-80 קילומטר.

ה-sungrazer הגדול ביותר שנצפה הוא לאבג'וי, שפלרטט עם המוות בשנת 2011. לאבג'וי התקרב למרחק של 137,000 קילומטרים מהשמש, ולפי ההערכות רוחבו הוא חצי קילומטר. הוא היה רחוק מספיק וגדול מספיק כדי להינצל מצלייה. אבל אייכלר חושב שגל ההדף שהוא יצר באטמוספירה הסולארית במהלך טיסתו המהירה, גרם להתפרצות ניכרת של חלקיקים סולאריים.

חוסר מזל קוסמי מנע מאייכלר לצפות בלאבג'וי ישירות, כי כוכב השביט הגיע למרחק הקטן ביותר שלו מהשמש דווקא כשעבר ליד צדה הרחוק, שמוסתר למתבוננים מכדור הארץ. במקביל נראתה התפרצות של חלקיקים סולאריים מתפשטת לחלל מאחורי השמש. בשביל אייכלר, זה היה מחשמל ומתסכל באותה מידה. "המומחים אומרים שאנחנו לא יכולים לדעת אם הפיצוץ נגרם על-ידי לאבג'וי, אבל התזמון היה מושלם," הוא אומר.

ועכשיו הוא מחכה. "ייתכן שמתישהו בעתיד הקרוב כוכב שביט יחולל אירוע של חלקיקים אנרגטיים , וזה ילמד אותנו לא מעט," הוא כתב במאמר.

אסטרונומים כבר זיהו כוכב שביט שיתקרב לשמש מאוחר יותר השנה. כוכב השביט ISON יגיע למרחק של מיליון קילומטרים מפני השטח הבוערים ב-14 בדצמבר. למרות זאת, ג'ון בראון מאוניברסיטת גלזגו, שחוקר את שיעורי הישרדותם של כוכבי שביט המתקרבים לשמש, חושב שאנחנו כנראה בטוחים. "נראה לי מאוד לא סביר שכוכב השביט הזה יגרום למשהו," הוא אומר.

זאת מכיוון שהכוכבים האלה לא מתקרבים מספיק. בראון מעריך שכוכב שביט יצטרך לפגוע בשמש כדי שיהיה סיכון להתלקחות סולארית, אבל הוא לא מתחייב לזה, כי כוכבי שביט הם בלתי צפויים. "חלקם מתפרקים כשאנחנו לא מצפים לזה," הוא מוסיף.
אייכלר מעריך שזה רק עניין של זמן לפני שכוכב שביט גדול יתנגש בשמש. "הסיכויים לפגיעת כוכב שביט בשמש גדולים הרבה יותר מהסיכויים לפגיעת כוכב שביט בכדור הארץ," הוא אומר, כי השמש היא מטרה גדולה יותר.

אוסוסקין, למשל, נטש את הטבעות שנתיות לטובת סלעי ירח שהוחזרו ממשימות האפולו. הסלעים האלה, שנמצאים על פני הירח, מתנהגים כמו ספוגים

אחרים חושבים שהשמש לא צריכה עזרה בייצור התלקחויות סולאריות. "צריך חבטה די גדולה כדי לייצר פחמן-14 באטמוספירה, אבל האירועים הסולאריים הגדולים ביותר מסוגלים לזה," אומר מלוט. אף על פי שמעולם לא ראינו את השמש עושה את זה, ראינו התנהגות כזאת מצד כוכבים אחרים.

במאמר שהתפרסם בשנה שעבר, הירויוקי מאהרה ועמיתיו באוניברסיטת קיוטו ניתחו 120 ימי תצפיות של טלסקופ החלל קפלר וגילו שמתוך 83,000 כוכבים דמויי שמש בשדה הראייה של הטלסקופ, 148 ייצרו 365 התלקחויות. אף על פי שמדובר רק ב-0.2 אחוז מהכוכבים דמויי השמש, מלוט מזהיר מפני שאננות. "מה שמפחיד באמת הוא שחלק מההתלקחויות האלה גדולות הרבה יותר מאשר האירוע בשנת 775," הוא אומר. חלקן פלטו לחלל שיעור אנרגיה גדול פי אלף ממה שפלטה, לפי ההשערות, ההתלקחות מימי הביניים. אם התלקחות בסדר גודל כזה תתרחש בשמש, לא רק הטכנולוגיה שלנו תעמוד בסכנה. שטף החלקיקים יהרוס את שכבת האוזון של כדור הארץ, וקרינה על-סגולה תגרום לכוויות ולסרטן עור. "זה יהיה אירוע בקנה מידה של הכחדה המונית," אומר מלוט.

החדשות הטובות הן שההתלקחויות העצומות באמת נבעו רק מכוכבים בעלי "כתמי כוכבים" – אזורים בעלי שדות מגנטיים עזים ומקורן של התלקחויות סולאריות - גדולים הרבה יותר מאלה שנראים בשמש. ובכל זאת, החוקרים מנסים למצוא אירועים גדולים נוספים בנתונים מהטבעות השנתיות. מיאקה גילתה אירוע נוסף בשנת 992. אף על פי שהוא גדול יחסית לסדרי הגודל המודרניים, הוא היה רק כמחצית מגודלה של ההתלקחות של שנת 775. גם אוסוסקין מנתח את הנתונים. "לא היה אירוע גדול יותר מאשר זה של 775 בעשרת אלפים השנים האחרונות," הוא אומר.

נוקאאוט

אמנם יש בזה נחמה מסוימת, אבל עדיין אי אפשר להירגע כי ההתלקחויות עלולות להצית משהו הרבה יותר מסוכן וקשה לחיזוי: Coronal Mass Ejection (CME), אירוע שבו מיליארדי טונות מאטמוספירת השמש – למעשה מבול אדיר של חלקיקים אנרגטיים ושדות מגנטיים – נזרקים לחלל.

הצרה היא שאירועי CME אינם זהים זה לזה. בחלקם יש אנרגיה עוצמתית אבל שדות מגנטיים חלשים, מה שגורם רק למעט נזק תשתיתי. באחרים יש שדות מגנטיים חזקים אבל אנרגיה חלשה. אלה האירועים שצריכים להפחיד אותנו, אבל קשה לזהות מתי הם התרחשו בהיסטוריה כי החלקיקים האנרגטיים הם אלה שגורמים לעליות ברמות הפחמן-14 שהחוקרים מחפשים.

זה התבהר באירוע קרינגטון משנת 1859, כשהמהלומה שספג השדה המגנטי של כדור הארץ גרמה לחשמל לזרום בקווי הטלגרף של העולם. מרכזנים התחשמלו ומשרדי טלגרף עלו בלהבות. אבל אין סימן לאירוע ברמות הפחמן-14.

לעומת זאת, CME עם כמות גדולה של חלקיקים רבי-אנרגיה התרחש בשנת 1956 אבל לא גרם לשיבוש רב בתקשורת. וכשרשת החשמל Hydro-Québec הושבתה בשנת 1989 על-ידי CME, זה לא היה האירוע עם רמות האנרגיה הגבוהות ביותר באותה שנה. האירוע הזה התרחש חצי שנה מאוחר יותר. "זה מאוד מבלבל," מודה מלוט. "אנחנו צריכים לנסות לייצר תיאוריה מדעית חדשה מנתונים מורכבים."

ככל שיהיו לנו יותר מדידות לחקור, כך יותר טוב. אוסוסקין, למשל, נטש את הטבעות שנתיות לטובת סלעי ירח שהוחזרו ממשימות האפולו. הסלעים האלה, שנמצאים על פני הירח, מתנהגים כמו ספוגים. הם ספחו את כל החלקיקים האנרגטיים שהשמש פלטה לאורך 4.6 מיליארד שנות קיומו של הירח. הם אמורים לאפשר לנו לדעת את גודלם של האירועים הסולאריים הגדולים ביותר שנבעו מפיצוצים בשמש, ולא רק את אלה של אלפיים השנה האחרונות. אולי בפעם הבאה שנראה נחשים בשמיים, נדע להעריך באמת עד כמה מסוכן לחיות ליד כוכב כמו השמש.

סטיוארט קלארק הוא יועץ לניו סיינטיסט ומחבר הספר The Sun Kings (Princeton, 2007).
@2013 New Scientist Magazine, Reed Business Information Ltd. All rights reserved. Distributed by Tribune Media Services, Inc.

מאמר זה התפרסם באלכסון ב על־ידי סטיוארט קלארק, New Scientist.


תגובות פייסבוק

תגובה אחת על כוכבי קמיקאזה