קבלו את הירחים הכי יפים, הכי מיוחדים והכי מוזרים במערכת השמש

פריטי רוג'ום

כמה ירחים יש לשבתאי, ומהם?

90

720px-Quadruple_Saturn_moon_transit.jpg

משמאל לימין: אֶנְקֵלָדוּס, דיונה, טיטאן ומימָס חולפים על פני שבתאי. קרדיט: NASA/ESA
משמאל לימין: אֶנְקֵלָדוּס, דיונה, טיטאן ומימָס חולפים על פני שבתאי. קרדיט: NASA/ESA

 

באוקטובר התחוללה רעידת אדמה בחקר השמיים: קבוצת חוקרים, בהובלת האסטרונום האמריקאי המפורסם סקוט שפרד ממכון קרנגי למדעים, גילתה 20 ירחים חדשים סביב שבתאי.

 

 

זאת לא הפעם הראשונה ששפרד מגלה ירחים חדשים. צייד הירחים המיומן מצא בעבר עשרות ירחים חדשים סביב צדק, ואפילו סביב אורנוס ונפטון. אלא שאותם 20 ירחים סביב שבתאי הפכו את היוצרות, וחוץ מהתואר המכובד "שר הטבעות", שבתאי נעשה גם מלך הירחים החדש של מערכת השמש: 82 לו, 79 "בלבד" לצדק.

 

קוטרם של כל אחד מהירחים החדשים שהתגלו ב-2019 הוא כ-5 קילומטרים, וכולם "חיצוניים" – כלומר נמצאים מחוץ לטבעת E, הטבעת האחרונה והעבה של כוכב הלכת. 

 

מסלולי הירחים הלא-סדירים של שבתאי. המסלולים הכחולים מסמנים ירחים שמסתובבים בכיוון הסיבוב של שבתאי על צירו (פרוגרייד), והאדומים – ירחים שמסתובבים הפוך (רטרוגרייד). קרדיט: Celestia

 

640px-Saturn_irregular_moon_orbits_Jan_2021_cropped.png

מסלולי הירחים הלא-סדירים של שבתאי. המסלולים הכחולים מסמנים ירחים שמסתובבים בכיוון הסיבוב של שבתאי על צירו (פרוגרייד), והאדומים – ירחים שמסתובבים הפוך (רטרוגרייד). קרדיט: Celestia
מסלולי הירחים הלא-סדירים של שבתאי. המסלולים הכחולים מסמנים ירחים שמסתובבים בכיוון הסיבוב של שבתאי על צירו (פרוגרייד), והאדומים – ירחים שמסתובבים הפוך (רטרוגרייד). קרדיט: Celestia

 

כוכב הלכת עם הכי הרבה ירחים

עשרות הירחים החיצוניים של שבתאי נחלקים לשלוש קבוצות: הקבוצה האינואיטית (ירחיה נקראים על שם דמויות מהמיתולוגיה האינואיטית), שמקיפה את כוכב הלכת בזווית של 46 מעלות ביחס למישור שבתאי; הקבוצה הגאלית (על שם דמויות מהמיתולוגיה הגאלית), שמקיפה את כוכב הלכת בזווית נטייה של 36 מעלות; והקבוצה הנורדית (מהמיתולוגיה הנורדית), שמקיפה את כוכב הלכת בכיוון ההפוך לסיבוב שבתאי על צירו. כל זה מעיד על היסטוריה אלימה של התנגשויות, שפירקה ירחים גדולים לכל הירחים הקטנים שאנו רואים היום: הירחים הקטנים ממשיכים לנוע במסלול הירח הגדול שהורכב מהם פעם – או נזרקו להקיף את שבתאי בכיוון ההפוך, מעוצמת ההתנגשות.

 

לכן רבים מירחי שבתאי הם ירחונים זעירים – בין 40 מטר לחצי קילומטר קוטרם – שנמצאים בתוך הטבעות הפנימיות. ירחים אלה, שנקראים "ירחים רועי הטבעת", מפלסים את דרכם בטבעות האבק והגז ואחראים לחלק מהמרווחים שאנו רואים בין הטבעות השונות.

 

 

אך שבתאי הוא לא רק כוכב הלכת בעל מספר הירחים הגדול ביותר; כמה מירחיו הם גם מהמעניינים ביותר במערכת השמש. 

1

טיטאן ואנקלדוס: האם יש סיכוי לחיים בירחי שבתאי?

89

720px-Titan.jpg

טיטאן. ירח עם אגמים וגשמים. קרדיט: Pablo Carlos Budassi
טיטאן. ירח עם אגמים וגשמים. קרדיט: Pablo Carlos Budassi
 
 

 

טיטאן הוא הירח הגדול ביותר של שבתאי והשני בגודלו בכל מערכת השמש (בתחרות צמודה עם גָּנימֶד של צדק). למעשה, הירח טיטאן גדול יותר מכוכב הלכת חמה – והמסה שלו היא 95% מהמסה הכוללת של ירחי שבתאי כולם. טיטאן הוא הירח היחיד במערכת השמש שיש לו אטמוספירה צפופה. מלבד כדור הארץ, הוא גם הגוף היחיד בשכונה הקוסמית שלנו שיש לו נוזלים על פני השטח, כלומר, אגמים של ממש. אלא שאגמי טיטאן אינם אגמים של מים נוזלים, אלא של מתאן נוזלי. האם חיים יכולים להתבסס על מתאן, ולא על מים? אנחנו לא יודעים, אבל בעשור הקרוב נאס"א מתכננת לנצל את האטמוספירה הדחוסה של טיטאן כדי לשגר לשם רחפן, שידגום את הקרקע ואת הנוזלים. משימת דרגונפליי, "שפירית", תשוגר ב-2027.

 

17423624410_363afa17f0_c.jpg

הירח אנקלדוס. קרדיט: NASA/JPL/Space Science Institute, Processed by Kevin M. Gill
הירח אנקלדוס. קרדיט: NASA/JPL/Space Science Institute, Processed by Kevin M. Gill

 

ירח מעניין אחר הוא אֶנְקֵלָדוּס, שמסלולו עובר בתוך טבעת E, והוא הירח השישי בגודלו של שבתאי והיחיד שניכרים בו סימנים ברורים של פעילות גאולוגית בהווה. אנקלדוס מכוסה שכבה טרייה ונקייה של קרח, ובגללה הוא אחד הגופים מחזירי האור ביותר בכל מערכת השמש. ב-2014 דיווחה נאס"א כי הגשושית קאסיני מצאה עדויות לאוקיינוס של מים נוזלים מתחת לפני השטח, וב-2017 דגמה הגשושית סילון שבקע מתחת למעטה הקרח בקוטב הדרומי של הירח ומצאה באדים תרכובות אורגניות מורכבות. התרכובות האורגניות מצביעות על פעילות הידרותרמית בקרקעית האוקיינוס הנוזלי. כאן בכדור הארץ, נביעות הידרותמיות בקרקעיות החשוכות והקרות של האוקיינוסים מקיימות מערכות אקולוגיות שלמות. למרבה הצער, המשימה האסטרוביולוגית המתוכננת לאנקלדוס הפסידה למשימת הדרגונפליי ולא נבחרה לשיגור בסופו של דבר, אבל Breakthrough Initiatives של המיליארדר יורי מילנר לקחה את המושכות הטכנולוגיות שפותחו בנאס"א – ומתכננת לשגר אל אנקלדוס את המשימה הפרטית הראשונה בהיסטוריה לחלל העמוק.

 

אבל טיטאן ואֶנְקֵלָדוּס אינם הירחים היחידים המציתים את סקרנותנו. גם לצדק, שאיבד את התואר "מלך הירחים", יש כמה מהירחים המרתקים ביותר במערכת השמש!

2

הירחים הגליליאניים וכל השאר: כמה ירחים יש לצדק, ואילו?

88

lossy-page1-640px-The_Galilean_satellites_(the_four_largest_moons_of_Jupiter).tif_.jpg

אל תיעלב ירח שלנו, אבל הירחים הגליליאניים הם היפים במערכת השמש. משמאל לימין: איוֹ, אירופה, גָּנימֶד וקָליסְטוֹ. קרדיט: NASA/DLR
אל תיעלב ירח שלנו, אבל הירחים הגליליאניים הם היפים במערכת השמש. משמאל לימין: איוֹ, אירופה, גָּנימֶד וקָליסְטוֹ. קרדיט: NASA/DLR
 
 

הגוף האדום ביותר במערכת השמש, אינספור הרי געש פעילים ואוקיינוס תת-קרקעי שיש בו סיכוי לקיום חיים: בין 79 הירחים של צדק יש כמה מהגופים המרתקים ביותר הידועים לנו.

 

ב-7 בינואר 1610 הפנה גלילאו גליליי את הטלסקופ שלו לכוכב הלכת הגדול במערכת השמש – צדק. סמוך לצדק ראה גליליי שלוש נקודות אור קטנות, והניח שמדובר בכוכבי שבת ברקע. הוא בכל זאת המשיך לתצפת על נקודות האור מדי לילה, וראה שהן משנות את מקומן אבל נשארות קרוב מאוד לצדק. בהמשך ראה גם נקודה רביעית, ועד ה-15 בינואר השתכנע גליליי שאלו הם ירחים של כוכב הלכת – הירחים הראשונים שהתגלו בהיסטוריה של האסטרונומיה.

 

ארבעת הירחים, שעד היום נקראים "הירחים הגליליאניים" על שם מגלם, הם איו (הפנימי ביותר), אירופה, גנימד (הירח הגדול במערכת השמש, גדול אפילו מכוכב חמה) וקליסטו (החיצוני ביותר) – וכל אסטרונום חובב עם טלסקופ קטן או משקפת שדה יכול לראותם מקיפים את צדק, אפילו מתוך עיר.

 

הירחים הגליליאניים הם מהגופים המסקרנים ביותר במערכת השמש. בשל כוח הכבידה של הענק צדק ושל שלושת הירחים החיצוניים, איו "סובל" מכוחות אדירים של גאות ושפל, ובגללם הוא העולם הגעשי ביותר במערכת השמש, עם כ-400 הרי געש שחלקם יורקים גופרית לחלל – עד לגובה 500 ק"מ מעל פני השטח.

 

NewHorizonsIo.jpg

איו יורק גופרית לחלל ב-2007, בחלק העליון של התמונה. קרדיט: NASA
איו יורק גופרית לחלל ב-2007, בחלק העליון של התמונה. קרדיט: NASA

 

ואילו אירופה, גנימד וקליסטו הם המועמדים המובילים למציאת חיים מחוץ לכדור הארץ, בזכות עדויות לקיומם של אוקיינוסים תת-קרקעיים של מים נוזלים מתחת למעטה דקיק של קרח. ב-2022 תשוגר משימת Jupiter Icy Moons Explorer, או JUICE, של סוכנות החלל האירופית, לחקור את אירופה, גנימד וקליסטו, וב-2024 תשוגר המשימה המשלימה של נאס"א, האירופה קליפר, שתחפש סימנים לקיומם של חיים באירופה.

 

רק ב-1892, כמעט 200 שנה אחרי התגלית של גלילאו, גילה האסטרונום האמריקאי אדוארד ברנרד ירח נוסף, חמישי, הסובב סביב צדק: אָמַלְתֵאה, שהוא הגוף האדום ביותר במערכת השמש (אפילו יותר מכוכב הלכת מאדים), ככל הנראה בגלל כל הגופרית שהירח איו ממטיר עליו. מאז התגלו עוד עשרות ירחים זעירים, וכיום אנחנו יודעים על 79 ירחים סך הכול.

 

Amalthea_Voyager-1.png

הירח האדום אמלתאה, כפי שצולם לראשונה על ידי וויאג'ר 1 ב-1979. קרדיט: NASA
הירח האדום אמלתאה, כפי שצולם לראשונה על ידי וויאג'ר 1 ב-1979. קרדיט: NASA

 

ירחי צדק נחלקים לסדירים ולא-סדירים. לסדירים מסלול קרוב ומישורי למדי לכוכב הלכת, ונמנים עימם הירחים הגדולים איו, אירופה, גנימד, קליסטו, וכן הקטנים מֵטיס, אַדְרַסְטֵאה, אמלתאה ותֶבֶה – שאינם מסיביים מספיק כדי להיות עגולים. ואילו עשרות הירחים הלא-סדירים מקיפים את צדק במרחק רב בהרבה ובמסלולים אקסצנטריים ביחס לזווית הציר של צדק. מאחר שהירחים הלא-סדירים חולקים מאפיינים רבים, כמו זווית הנטייה שלהם ביחס לצדק וכיוון סיבובם סביבו, ההשערה היא שהם שרידי אסטרואידים וכוכבי שביט שנלכדו בכוח הכבידה של הענק הגזי, התנגשו זה בזה והתפרקו.

 

ומה עם הירחים של ענק הקרח אורנוס?

 

3

כמה ירחים יש לאורנוס, ואילו?

87

640px-Uranus_moons.jpg

ירחי אורנוס הגדולים. מימין לשמאל: אוֹבֵּרוֹן, טיטניה, אוּמְבְּריאֶל, אריאל, מירנדה ופּאק. קרדיט: NASA
ירחי אורנוס הגדולים. מימין לשמאל: אוֹבֵּרוֹן, טיטניה, אוּמְבְּריאֶל, אריאל, מירנדה ופּאק. קרדיט: NASA
 
מהטופוגרפיה הקיצונית של מירנדה ועד האוקיינוס התת-קרקעי של אריאל – לכוכב הלכת אורנוס יש כמה מהירחים המעניינים במערכת השמש. 27 ירחים סובבים סביבו והם קרויים על שם דמויות ספרותיות, שלא לפי מסורת השיום באסטרונומיה, הנוטה להעניק לגרמי שמיים שמות מהמיתולוגיה. איך זה קרה בדיוק?

 

ב-11 בינואר 1789, שש שנים אחרי שוויליאם הרשל גילה את אורנוס עצמו, הוא גילה שני ירחים מסביב לו. גילוי זה לא זכה לתהודה, ולמעשה רק ב-1851 אישר ויליאם לאסל את שני הירחים שגילה הרשל, גילה בעצמו שניים נוספים, והעניק לג'ון הרשל, בנו של המגלה הראשון, את הזכות לבחור את שמותיהם של ארבעת הירחים.

 

Oberon-NASA_names_en.png

לא רק הירחים עצמם נקראים על שם דמויות ספרותיות: תווי השטח בירחים נושאים שמות של דמויות ממחזותיו של שייקספיר. כאן אפשר לראות את מקבת, אותלו, רומיאו, המלט וחברים נוספים על פני הירח אוברון. קרדיט: NASA
לא רק הירחים עצמם נקראים על שם דמויות ספרותיות: תווי השטח בירחים נושאים שמות של דמויות ממחזותיו של שייקספיר. כאן אפשר לראות את מקבת, אותלו, רומיאו, המלט וחברים נוספים על פני הירח אוברון. קרדיט: NASA

 

הרשל הבן חרג מהמסורת של שמות מהמיתולוגיה היוונית ובחר לקרוא לארבעת הירחים בשמות של רוחות מהספרות האנגלית: אוֹבֵּרוֹן וטיטניה, מלך ומלכת הפיות מ"חלום ליל קיץ" של שייקספיר (הירחים שגילה הרשל האב) והרוח אריאל והגמד אוּמְבְּריאל מהפואמה "חטיפת התלתל" של אלכסנדר פופ. גם הירחים שהתגלו אחר כך נקראו על שם דמויות ממחזות של שייקספיר, למשל מירנדה, הירח החמישי בירחים הגדולים והעגולים, מ"הסערה", וירחים קטנים בהרבה כמו קורדליה מ"המלך ליר", אופליה מ"המלט" ויוליה מ"רומיאו ויוליה".

 

 

PIA18185_Miranda's_Icy_Face.jpg

הירח מירנדה, כפי שצולם על ידי וויאג'ר 2 ב-1986. קרדיט: NASA
הירח מירנדה, כפי שצולם על ידי וויאג'ר 2 ב-1986. קרדיט: NASA

 

רב הנסתר על הגלוי בירחי אורנוס, והחללית היחידה שביקרה עד כה במערכת אורנוס הייתה הגשושית וויאג'ר 2 של נאס"א, ב-1986. קוטרו של הגדול בירחי אורנוס, טיטניה, הוא כ-1,500 ק"מ, ותצפיות שנערכו מכדור הארץ בראשית שנות ה-2000 גילו מי קרח על פניו – תגלית המצביעה כנראה על קיומה של אטמוספירה דלילה. לא פחות מעניין הוא הירח השני בגודלו, אובֵּרון, שעשוי להכיל שכבת מים נוזלים מתחת לפני השטח. גם הירח אריאל, כך משערים, עשוי לטמון בחובו אוקיינוס תת-קרקעי. ואילו מירנדה, הפנימי והקטן מבין הירחים הגדולים, מתגאה בתואר הירח בעל הטופוגרפיה הקיצונית ביותר במערכת השמש – לרבות צוקים בגובה 20 ק"מ.

 

Arieluranus.jpg

הירח אריאל חולף על פני אורנוס ב-2007 – ומטיל צל על כוכב הלכת. קרדיט: NASA
הירח אריאל חולף על פני אורנוס ב-2007 – ומטיל צל על כוכב הלכת. קרדיט: NASA

 

נוסף על חמשת הירחים הגדולים (אוברון, טיטניה, אריאל, אומבריאל ומירנדה), לאורנוס 13 ירחים קטנים ופנימיים שמקיפים את אורנוס מטבעותיו – שהן ככל הנראה תוצר של התנגשות אחת או יותר בין הירחים הפנימיים. הגדול בירחים הפנימיים (והיחיד שצולם) הוא הירח פּאק, שקוטרו 162 ק"מ. מודלים ממוחשבים הראו שמערכת הירחים הפנימית של אורנוס לא יציבה, וייתכן שבמהלך מיליוני השנים הקרובות הירח דזדמונה יתנגש בקרסידה או ביוליה.

 

לאורנוס יש גם 9 ירחים לא-סדירים, שמקיפים את אורנוס במרחק רב בהרבה מממרחק מסלולו של אוברון, הירח החיצוני ביותר בחמשת הגדולים. בניגוד לירחים הסדירים, הפנימיים והגדולים, שנוצרו יחד עם אורנוס, הירחים הלא-סדירים הם ככל הנראה גופים שנלכדו בכוח הכבידה של כוכב הלכת במהלך העידנים.

 

וכמה ירחים יש לנפטון, כוכב הלכת האחרון במערכת השמש?

4

כמה ירחים יש לנפטון, ואילו?

86

9voyager_640.jpg

ההתרגשות בשיאה: אולפן הטלוויזיה שהוכן לקראת המעבר של וויאג'ר 2 במערכת נפטון. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
ההתרגשות בשיאה: אולפן הטלוויזיה שהוכן לקראת המעבר של וויאג'ר 2 במערכת נפטון. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
 
 

לכוכב הלכת האחרון במערכת השמש, נפטון, יש 14 ירחים ידועים. בדומה למערכות הירחים של צדק, שבתאי ואורנוס, ירחי נפטון נחלקים לירחים קרובים וסדירים (שהמסלול שלהם נמצא פחות או יותר על מישור אחד עם נפטון עצמו), וכמו בשבתאי ואורנוס – הם בשר מבשרן של טבעות נפטון, ולירחים חיצוניים (רחוקים) ולא-סדירים (שהמסלול שלהם אקסצנטרי ביחס לזווית הציר של נפטון) ו-5 מהם הם כנראה עצמים שנלכדו בכוח הכבידה של כוכב הלכת.

 

בדומה לירחים הפנימיים של אורנוס, 7 הירחים הפנימיים והסדירים של נפטון כהים מאוד, ומניתוח ספקטרומטרי של מעט האור המשתקף מהם עולה כי הם עשויים בעיקר ממי קרח עם שכבה חיצונית של חומר כהה, כנראה תרכובות אורגניות מורכבות.

 

720px-Triton_moon_mosaic_Voyager_2_(large).jpg

טריטון כפי שצולם על ידי וויאג'ר 2 ב-1989. קרדיט: NASA
טריטון כפי שצולם על ידי וויאג'ר 2 ב-1989. קרדיט: NASA

 

יוצאים מן הכלל – וייחודיים בכל מערכת השמש – הם הירחים נראיד וטריטון. טריטון, הגדול בירחי נפטון, הוא תעלומה. ירחים בסדר גודל של טריטון, שככל הנראה נוצרו יחד עם כוכב הלכת שלהם (ולחלופין נקרעו ממנו בעקבות התנגשות גדולה), תמיד סובבים את כוכב הלכת שלהם בכיוון הסיבוב שלו. טריטון חריג בזה: אין עוד ירח המתקרב לממדיו, שנע בכיוון ההפוך לכיוון הסיבוב של כוכב הלכת שהוא מקיף. 

 

640px-Triton_orbit___Neptune.png

המסלול של טריטון (באדום) לעומת המסלול של שאר ירחי נפטון (באדום) – הטיה של 23 מעלות. קרדיט: NASA
המסלול של טריטון (באדום) לעומת המסלול של שאר ירחי נפטון (באדום) – הטיה של 23 מעלות. קרדיט: NASA

 

מסיבה זו, ההנחה המקובלת היא שטריטון הוא אורח זר: כוכב לכת ננסי שהגיע מחגורת קויפר. הרכבו דומה מאוד להרכב כוכב לכת הננסי המפורסם ביותר בחגורת קויפר – פלוטו – ושונה מאוד מהרכבם של שאר ירחי נפטון. כך למשל, פני השטח של נפטון עשויים בעיקר מחנקן קפוא, והוא נמנה עם חמשת הירחים במערכת השמש שיש בהם פעילות גאולוגית – לצד איו ואירופה של צדק ואנקלדוס וטיטאן של שבתאי – ופני השטח שלו צעירים, עם פגיעות מכתשים מעטות – תוצאה ברורה של פעילות טקטונית וגעשית.

 

זאת ועוד, וויאג'ר 2, החללית היחידה שחלפה סמוך לטריטון ומיפתה כ-40% מהירח, גילתה התפרצויות גייזריות של גז נתרן, המתנשאות עד לגובה 8 ק"מ מהקרקע. זהו הגוף הרביעי במערכת השמש שנרשמו בו התפרצויות פעילות, אחרי כדור הארץ, איו, אירופה ואנקלדוס. ההתפרצויות המחזוריות הללו מעניקות לטריטון אטמוספירה דקיקה של גז נתרן, והן מצביעות על פעילות פנימית שמחממת את הירח. דבר זה, תאורטית לפחות, מאפשר את קיומו של אוקיינוס תת-קרקעי של נתרן ומים נוזלים מתחת למעטה הקפוא. 

 

אז האם טריטון הוא עולם עם אוקיינוס תת-קרקעי? אנחנו ממש לא יודעים, אבל בנאס"א שוקלים לשגר ב-2025 את משימת טריידנט, שתגיע לטריטון ב-2038 ותנסה לפזר חלק ממסך הערפל מעל העבר וההווה של הירח המשונה.

 

640px-Triton_(artist_s_impression).jpg

הדמיית אומן של נפטון והשמש מפני השטח של טריטון. קרדיט: ESO/L. Calçada
הדמיית אומן של נפטון והשמש מפני השטח של טריטון. קרדיט: ESO/L. Calçada

 

כמו טריטון, גם נראיד, הירח השלישי בגודלו בירחי נפטון, הוא ירח לא-סדיר. למעשה, נראיד הוא הירח בעל המסלול האקסצנטרי ביותר בכל מערכת השמש ביחס לכוכב הלכת שהוא מקיף: בנקודה הקרובה ביותר שלו לנפטון נראיד מגיע עד כדי 1.4 מיליון ק"מ מהכוכב, ובנקודה הרחוקה ביותר הוא מרוחק ממנו מרחק 9.6 מיליון ק"מ. לשם השוואה, מרחק הירח מכדור הארץ הוא כ-400 אלף ק"מ, מרחק אדיר שאפשר לסדר בו בטור את כל כוכבי הלכת במערכת השמש זה לצד זה, ועוד יישאר מקום.

 

אלא שנראיד דומה בהרכבו לשאר ירחי נפטון ולנפטון עצמו, ולכן סביר להניח שהוא נוצר יחד איתם כירח פנימי ולא היה גוף חיצוני שנלכד, כמו טריטון. מה גרם לנראיד לעוף כך ממסלולו המקורי? ייתכן שלכידת הירח הענק טריטון היא שהעיפה את נראיד למסלולו האקסצנטרי והמרוחק. ואם זה נכון, יש חוקרים המשערים שנראיד הוא השורד האחרון מבין ירחי נפטון המקוריים, אחרי שלכידתו של טריטון ערערה את המערכת כולה וגרמה לירחים השונים להתנגש זה בזה ולהתפורר.

5