מהות זהות המבטאת את מצב הענן של ונוס
כבעשור האחרון, אסטרונומים שמביטים בונוס באור אולטרה סגול ראו סצות וכדורים כהים חוצים את פני הכוכב שלדידו נראה חיוור בצבע כתום-צהוב חיוור לעין האנושית. אף אחד לא הצליח עד היום להכריע מה בדיוק יוצר את הקעקועים והכתמים הללו. כעת, צוות בינלאומי הצליח לבצע פעולה שהינה יותר מ مجرد ניחוש – הוא חישב את עוצמת הספיגה שנדרשת מחומר שנמצא בתוך טיפות הענן של ונוס. התוצאות מוצגות באומדן עדין וכזה שמאתגר את ההצעות שנעשו במשך עשרות שנים בנוגע לחומר המסתיר הזה.
המחקר, שפורסם בכתב העת Astrobiology, מצביע על טווח אורכי גל של 365 עד 455 ננומטר. לפי חישוביהם, קצב ספיגת האור באמצעות החומר הנמצא בטיפות הענן מגיע לכמילית 1,278 לכל סנטימטר באורך גל של 375 ננומטר, והוא יורד לפחות מ-54 לכל סנטימטר באורך גל של 455 ננומטר. במילים פשוטות, המולקולה שהאחראית לבעייה חייבת להיות מאד יעילה בספיגת אור, או להיות קבועה באחוז גבוה מאוד בתוך הטיפות, או לשניהם יחדיו.
המשמעות של זה היא רבה מעבר לסקרנות טהורה. הערכות מוקדמות הצביעו על כך שהחומר הבלתי מזוהה אחראי ליותר מחצי מהאנרגיה הסולארית שמגיעה לכוכב שלנו – זה הופך אותו למפתח חשוב לקורדינטות כיצד האטמוספירה של ונוס מתחממת ומסתובבת. כל מודל של מזג אוויר על פני הכוכב שאינו מזהה בדיוק את החומר הזה שובר את מלוא חבילת האנרגיה, ומניח על שולחנו תעלומה.
פענוח הענן כתהליך הנדסי במעבדה
הגישה של הצוות הייתה לשנות את ההגדרה של השאלה. החוקר הראשי, ג'אן שְׁפָּצֵק, מיסוד "קרן תרבות מולקולרית למימוש", שאל כיצד ייראה חומר הענן אם ניתן היה לאספו לתוך מבחנה מעבדה ולבדוק את תכונותיו כתרכובת קולקטיבית.
ההבדל אינו טכני בלבד: ענן עשוי להיראות שונה מאוד מחומר המטריקס שלו – חלקיקי אדים של נרגילה מעשן, למשל, נראים לבן כי חלקיקיהם זעירים מאוד ומפזרים אור ביעילות, אך לאחר הצטברותם הם משאירים אחריהם שארית כהה ודומה למנגה דלילה. חלקיקי הענן של ונוס נמצאים באותו טווח בגודל.
שפצק אמר, בסיכום מחקרו, שהותקנו אתגר חדש מעבר ליכולת הניתוח של מכשירי סונאר וחישה ממוחשבת, שיכולים למדוד תופעות של קרינה והחזרת אור – תהליך שדורש לקחת בחשבון סילופים מרובים עקב ההתגלעות של חלקיקי הענן מול מולקולות האטמוספירה. עבודה זו בוצעה בשיתוף עם יון ג'ו לי, מאחרוני חוקרי מדעי הטבע בקוריאה הדרומית. לי אמרה בהודעה לעיתונות המופצת ב-Newswise כי החשיבות היא בדיוק בהתקנת המודלים שיאפשרו הערכה של עוצמת הספיגה של החומר עצמו.
רשימת המועמדים צרה יותר, אך לא מפורקת לחלוטין
מרבות ההצעות שהועלו בשנים האחרונות כוללות סולפיד דו-חמצני, את מלחומת הפחמתי OSSO, אלוטרופים של גופרית, כלוריד ברזל וכלורין אלמנטרי. התוספת החדשה של המחקר אינה שוללת את כל ההצעות באופן מידי, אך היא מגדילה את הדרישות ומקבעת רף גבוה יותר.
פול רימר מאוניברסיטת קיימברידג', ששותף לכתיבה, הסביר שהעקומה של ספיגת האור יוצרת משוכה שנייה בפני ההצעות. אם מסתכלים על דרך ההתדרדרות של עוצמת הספיגה באורכי גל שונים, ניתן לראות כי חומרים אורגניים פשוטים המומסים בחומצה גופריתית מרוכזת נוטים להתרות לתערובות כהות ומורכבות כימית, שמחסלות את הסגול והכחול וּמייצרות צבע חום או שחור מובהק – בניגוד לקריוס הקיים בענן של ונוס. שפצק מאשר שמה שהחומר עושה זה לא בדיוק כמו חומרים אורגניים פשוטים. אם התכונה היא אכן ספיגה על ידי חומרים אורגניים מקונוגנים, הפרופיל החלק – חד-גוני יחסית – מצביע על חומר כימי המומלץ שלא יידרדר לתערובות כהות, אלא יישאר מיוחד ומוגדר.
המונח "חומר אורגני" דורש שיקול דעת, כי בארץ ובעולם הוא מקבל משקל אחר משאר ההבנות. בתחום הכימיה, "אורגני" מציין חומרים המכילים אטום פחמן; אך אין זה מצביע בהכרח על חיים ביולוגיים. החוקרים שיערו שמולקולות עם עוצמות ספיגה מקבילות לאלו של פיגמנטים פורפריניים, יצטרכו ריכוזים של סדר גודל של 10 גרם לליטר – אך הם מבהירים כי הם לא מציעים בכל מקרה את כלורופיל, המנה של ההמוגלובין או פיגמנטים ביולוגיים אחרים כפתרון הסופי. הם משמשים כנציגים ליעילות של הספיגה האפשרית.
ההיפותזה שיש חיים בצללי הענן של ונוס היא היסטוריה ארוכה ומתוקשרת במחלוקת. בעקבות גילוי הפוספין ב-2020, שהעלה ספקות רבים, המחקר הקרוב לא תומך בה, ואף לא מראה כי הבלתי מזוהה הוא בהכרח אורגני. מה שהוא מציג הן דרישות כמותיות של יעילות ספיגה, ריכוז, התפלגות אנכית והגיון בפוזיציה של חומר הספיגה ביחס למימדי העננים.
יאנוז' יי פעטקוביץ', מלשכת המדע וטכנולוגיה בוורוצלב, תיאר את ההשפעה הכוללת של תוצאות המחקר בסרקזם קל. הוא ציין כי עבודות עתידיות במעבדה שיבדקו חומרים ספציפיים מול הקריטריון שיקבעו את סיכויי הבלתי מזוהה יתנו מענה ברור יותר לשאלות.
המשימות העתידיות של משלחות לונוס שייכות להכרעה
זרם המספרים הגבוה כמו 1,278 לכל סנטימטר מדבר בגשר לבדיקות מעשיות. כימאים במעבדה יוכלו כעת לבדוק את החומרים שמוצעים מול הקריטריון מול סטנדרטים מוגדרים, והמשימות של חלליות מדגם עתידיות יוכלו לשאת מכשירים שמבוססים על אותו עיקרון לבדיקת תכונות המבודדות את החומר באותם תנאים.
קיימות מספר יוזמות שמחכות להקדם. בין הפועלן הבלתי-ממשלתי, "חלומות הבוקר" (Morning Star Missions) בראשות חוקר החברה של MIT סרה סייגר מתכננות לשגר רשות נחיתה קטנה שמצוידת במכשיר יחיד – אוטופולורוסנס – שמודד גודל, צורה והרכב של חלקיקי הענן ויכול לאתר חומרים אורגניים. המשימה עדיין ממתינה לשיגור מ"קוצר רקטות" (Rocket Lab), וסוכנויות כמו נאס"א מפתחות משימות היתכנות לכניסה דרך האטמוספירה של וונוס תחת שם הקוד DAVINCI, שכוללת מכשיר שיוכל לדגום ולמדוד את האטמוספירה ולספק תובנות חדשות על הזהות של החומר המסתיר.
מה שעדיין חסר הוא המרכיב המרכזי – זהות החומר הבלתי מזוהה. המודלים מבוססים על הנחות אודות התפלגות גודלי חלקיקי העננים ומיקום החומר בתוך שכבות האטמוספירה, והנחות שונות יוכלו לשנות את הערך של הסף. יש לציין כי המסקנות הן תוצאה של מודלים חישוביים ולא תוצאות של בדיקות מעבדה על החומרים עצמם. עד היום, אף דגימה של ענני ונוס לא נבדקה במעבדה.
קהל הקוראים המתעניין בחקר כוכבי הלכת יעודכן על ידי פרסומים עתידיים שיבחנו חומרים ספציפיים מול הקריטריון הזה, ועל שיגורים ועל המכשיר של "חלומות הבוקר" וכן על missions של נאס"א. ונוס, באופן טבעי, נראית לעין כשהיא באופק בשעות הזריחה או השקיעה, אך הסימנים באור אולטרא סגול שהיו במרכז המחקר אינם נראים בלי כלים מיוחדים. הסטטוס האמיתי של בעיית מאה השנים הנוכחית הוא שהיא הוגבלה מאוד, אך נותרה בלתי פתורה לחלוטין.
