הגילוי המדעי שיקדם זיהוי כוכבים עם פוטנציאל הימצאות חיים

לראשונה בהיסטוריה, מדענים הצליחו למדוד שדה חשמלי מסביב לאטמוספרה של כדור הארץ – כך פורסם שלשום (שישי) באתר "Science News". את קיומו של שדה זה, שנקרא "השדה החשמלי האמביפולרי", חזו לפני עשרות שנים אך הוא מעולם לא אותר עד כה.

"זה גילוי משמעותי", אומר אחד מהחוקרים הבכירים של נאס"א, גלין קולינסון, ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א שבגרינבלט, מרילנד. "מדובר בשדה חשמלי חדש לגמרי שמעולם לא נמדד קודם לכן מסביב לכדור הארץ. זה פרט בסיסי להבנת ה-DNA של הפלנטה שלנו".

עוצמת השדה החשמלי היא חלשה ועומדת על 0.55 וולט בלבד – פחות או יותר כעוצמתה של סוללת שעון. עם זאת, העוצמה חזקה מספיק כדי לשלוט על צורתה ועל התפתחותה של האטמוספרה העליונה.

כדי להבין את משמעות הגילוי שוחחנו עם פרופ' קולין פרייס, ראש החוג ללימודי סביבה, בבית הספר לסביבה ומדעי כדור הארץ, וחוקר מזג אוויר ואקלים באוניברסיטת תל אביב.

"תצפיות רבות שנערכו לאורך השנים הראו מזרקות של אטומים שיוצאות מכדור הארץ החוצה בקטבים שלו. הבריחה הזו התחוללה למרות כוח המשיכה והשדה המגנטי שלנו", הסביר החוקר בתחילת דבריו.

תופעה מיוחדת זו צריכה הסבר תיאורטי שיענה על השאלה כיצד מתחוללת בריחה מסוג זה למרות כוח המשיכה והשדה המגנטי של כדור הארץ. ביחס לכך הסביר פרופ' פרייס: "ההסבר לתופעה היה שהקרינה שמגיעה מהשמש מפרקת אטומים שנעים בחלקים הגבוהים של האטמוספרה של כדור הארץ - היונוספרה. הפירוק היה לגרעין בעל מטען חיובי ולאלקטרון בעל מטען שלילי. למרות הפירוק הזה, בגלל שמדובר בשני חלקיקים בעלי מטען הפוך, הם נותרו קשורים חשמלית זה לזה כאשר האלקטרון הקל דוחף את עצמו ואת הגרעין שקשור אליו אל החלל ומנגד הגרעין החיובי הכבד מושך את האלקטרון לעבר כדור הארץ. כך נוצר שדה חשמלי חלש שמלא בגרעינים ואלקטרונים שפועלים זה על זה".

השדה החשמלי החלש הוא ההסבר ליציאת האטומים מהאטמוספרה שלנו. "למרות החולשה שלו, השדה הזה מספיק חזק כדי להאיץ אטומים אל מעבר למהירות האור כשהם נעים ממרכז כדור הארץ אל הקטבים ושם הם נפלטים אל החלל החיצון לאורך השדה המגנטי של כדור הארץ שמתפשט שם החוצה אל האינסוף", הסביר המומחה.

חשוב לציין כי מדובר באובדן קטן מאוד של חומר בגלל כוח הכבידה של כדור הארץ ובגלל השדה המגנטי ולכן בניגוד לכוכב הלכת מאדים ולכוכב הלכת חמה, לכדור הארץ יש אטמוספרה.

"בכוכבים שאין להם כוח משיכה ושדה מגנטי, יש אובדן מהיר של האטמוספרה עקב זליגה מהירה של אטומים לחלל. כך למשל אבדו המים במאדים. אנו רואים שבעבר במאדים היו נחלים ונהרות אולם כיום אין בכוכב מים נוזלים, לפחות לא על פני השטח וזאת עקב אובדן האטמוספרה של הכוכב", הוסיף פרופ' פרייס.

הבעיה שנוצרה אחרי גיבוש התיאוריה שהוזכרה לעיל, הייתה שלא היו למדע כלים למדידה של השדה הזה ולכן למרות ההנחה שהוא קיים, לא הייתה דרך להוכיח זאת. מציאות זו השתנתה לאחרונה כאשר ב-2022 צוות חוקרים של נאס"א שיגר טיל מיוחד לאטמוספרה הגבוהה של כדור הארץ, כשעליו כלי שיכול לזהות שדה חשמלי כה חלש. המדידות המדויקות שלו זיהו את השדה הזה שעומד על 0.55 וולט, כשלשם השוואה, בכל שקע בבתים שלנו יש 220 וולט.

"הגילוי של השדה חשוב כי הוא עוד היבט לצורת הפעילות של האטמוספרה של כדור הארץ והוא גם יאפשר להבין יותר במה שונה כדור הארץ מכוכב חמה ומאדים. כמו כן, הבנה עמוקה של הפעילות בכדור הארץ תאפשר לנו בעתיד לזהות טוב יותר כוכבים שפוטנציאל ההימצאות של חיים בהם הוא גבוה", הסביר המומחה.