הינך נמצא כאן

משך היממה על שבתאי הוא עשר שעות ו-32 דקות

25.03.2015

מה יהיה אורך היממה שיחוו אסטרונאוטים שאולי יגיעו פעם אל כוכב-הלכת שבתאי? באופן מפתיע, שאלה זו נותרה עד כה ללא מענה מדויק. המדידות השונות – לרבות אלה שביצעה החללית קאסיני של נאס"א שמרחפת ברגעים אלה ממש סביב שבתאי – לא הצליחו להגיע לתוצאה מוסכמת, כך שההערכות השונות נבדלו אלה מאלה בכ-15 דקות שלמות. "טווח זה", אומר ד"ר יוחאי כספי מהמחלקה למדעי כדור-הארץ וכוכבי-הלכת במכון ויצמן למדע, "מהווה פער גדול יחסית לכוכב-לכת שבו משך היממה – כלומר, משך הזמן שבו הוא משלים סיבוב – מוערך בכעשר וחצי שעות". ממצאיהם של ד"ר כספי ושותפיו למחקר – חבר קבוצתו ד"ר אלי גלנטי וד"ר רוית חלד מאוניברסיטת תל-אביב – המבוססים על שיטה חדשנית שפיתחו, התפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Nature. בין השאר, שיטה זו עשויה לסייע למדענים להבין טוב יותר את התהליכים הפיסיקליים שמניעים את שבתאי, וכוכבי-לכת אחרים מסוגו.

 

הבעייתיות בקביעה מדויקת של משך השלמת הסיבוב נעוצה בכך ששתיים משיטות המדידה הנפוצות ביותר בכוכבי-לכת אינן רלבנטיות עבור שבתאי. ראשית, מכיוון שכוכב-הלכת עשוי ברובו מגז, מאפייני שטח-הפנים שלו – זרמי רוחות שנעים במהירויות שונות – מסווים את סיבוב הליבה של הכוכב, ואינם מאפשרים מעקב חזותי אחר קצב הסיבוב. שיטה נוספת, בה משתמשים בכוכבי-לכת כמו כדור-הארץ, כרוכה במדידת האופן שבו מסתובבים הקטבים המגנטיים סביב הקוטב האמיתי. אבל כיוון שקטביו אלו של שבתאי מקבילים זה לזה, יש קושי בזיהוי קצב הסיבוב המדויק. שיטה זו היא בבסיס המדידות שביצעה החללית קאסיני של נאס"א.

 

משך היממה על שבתאי הוא עשר שעות ו-32 דקות

ד"ר כספי ושותפיו למחקר מצאו דרך לחשב את משך הסיבוב של כוכב-הלכת, בהתבסס על שימוש במדידות של שדה הכבידה שלו. "שיטה זו", אומר ד"ר כספי, "'מהנדסת לאחור' את התשובה באמצעות מודל מתמטי ובהסתמך על הנתונים של שדה הכבידה וצורתו של כוכב-הלכת".. כאשר גוף גדול כמו כוכב-לכת מסתובב, צורתו נעשית מעט יותר פחוסה, ונוצרת לו מעין "בטן". ככל שהכוכב מסתובב מהר יותר, כך תגדל הבטן. החלוקה מחדש של מאסת כוכב-הלכת, יוצרת עיוות בשדה הכבידה של כוכב-הלכת". מפני ששדה הכבידה של שבתאי כבר נמדד וחושב כהלכה, נתונים אלה שימשו את המדענים בבואם לחשב במדויק את הסיבוב שיצר אותם מלכתחילה.

 

"הקושי", אומר ד"ר גלנטי, "נבע מהמתמטיקה. המשוואות המקוריות מכילות יותר מדי משתנים מכדי שאפשר יהיה לחשב אתהתוצאות באופן ישיר". לכן פיתחה הקבוצה שיטה סטטיסטית שהקטינה את אי-הוודאות שבחישובים. בהמשך הם בדקו את השיטה באמצעות שימוש בנתוני שדה הכבידה של צדק – כוכב-לכת גזי שמשך סיבובו כבר ידוע. כאשר שיטת שדה הכבידה הניבה מספר שתאם בדיוק את משך היממה הידוע על צדק, קבוצת המחקר יישמה את השיטה על שבתאי.

 

החישוב הניב תוצאה  שאיפשרה למדענים לקבוע כי משך היממה על שבתאי הוא עשר שעות ו-32 דקות. אי-הוודאות כעת עומדת על דקה וחצי בלבד. "מעבר לשימושה בחישוב משך היממה על שבתאי" אומר ד"ר כספי, "שיטה זו מספקת כלי נוסף שיסייע במציאת משך הסיבוב של כוכבי-לכת אחרים, רחוקים יותר".

 

מידע נוסף ותמונות אפשר לקבל במשרד הדובר, מכון ויצמן למדע:

 08-9343856

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם