ההתרחבות של גל עשר שצורתו כעין משולש על הקוטב הדרומי של שבתורן, שנראית מתחזקת, בעדשות הטלסקופ הבלתי נראה האובייקטיבית של האבל.

חוקריי אסטרונומיה משתמשי טלסקופ החלל הבלמי של נאס"א גילו תבנית עצומה של גל אטמוספירי בעשר פאות שנסר את הקוטב הדרומי של שבתאי, הפעם הראשונה שבה תבנית זו נראית כגזרת מסודרת וגדולה בחלקו הדרומי של הכוכב. ממצאים אלו פורסמו בכתב העת “Science Advances” והוכרזו על ידי מרכז החלל גודארד של נאס"א ב-2 בספטמבר. עדכון אחרון של ההודעה שוחרר ב-4 בספטמבר.

בניגוד להקסגן הצפוני, שנחקר לעומק כבר יותר מארבעה עשורים והופיע בכל תצפית, תווי הגל הדרומי נראה חדש ומפתיע. נתוני טלסקופ החלל בלום מראים שהגילוי מתרחש ב-2023, והצוות החוקרים מדווח כי ההדרדרות של התבנית דווקא מתקדמת ומתחזקת, במקום להשתנות או לדעוך.

המשמעות של תגלית זו חורגת מתחום מדעי הפלנטות, ויש לה ערך מיוחד בכך שהיא מאפשרת לחוקרים לצפות כיצד תבנית אטמוספירית עצומה מתהווה ומתפתחת על כוכב לכת גדול, במקום לחקור תבנית שכבר הייתה קיימת ומפותחת כשהחלו ההקלטות הראשונות.

תבנית שניתן לעקוב אחריה שלוש שנים לאחור

האישור הושג באמצעות תוכנית “רקיעי אטמוספירות חיצוניות”, שמכונה OPAL, שמצלמת את כוכבי הלכת החיצוניים מדי שנה מזה יותר מעשור. על ידי איסוף הנתונים מריבוי שנים של תצפיות, הצליחו החוקרים לזהות רמזים עדינים לכך שהתבנית מתחילה להופיע עוד לפני שהובהרה לצורה מוגדרת ומובחנת.

אמרה אימי סימון, שותפת למחקר והחוקרת הראשית בתוכנית OPAL בגודארד, בהודעת נאס"א.

סימון ציינה שההקסגון הצפוני קיים בכל פעם שהאסטרונומים הציצו בו במשך יותר מ-40 שנים, והדגישה שהתבנית הדרומית גם היא מתנהגת באופן שונה. היא תיארה את ההזדמנות לצפות כיצד תבנית אטמוספירית עצומה מתפתחת כראויה לייחוס נדיר במונחים של חקר פלנטות.

הקוטב הדרומי חזר לראייה מצורת כדור הארץ בשל שינוי עונות של שבתאי, שהזיז בהדרגה את האזור אל עבר הצופים שמכירים את הכוכב.

חולמים וחובבים שנלכדו בראיה הראשונה של הרמז ראשון

הגילוי לא החל בטלסקופ חלל, אלא בתחילה על ידי חובבים ותצפיות קרקעיות. אוגסטין סאנצ'ס-לבגה, מחבר המחקר ומחוקר באוניברסיטת ה Bask במדריד שבספרד, הבחין לראשונה בטופוגרפיה עדינה הקשורה לקו הקוטב הדרומי בתמונות שצולמו על ידי צלמי קרקע ב-2024, שתחזקו את ההשערה לתבנית עשר פאות.

חובבי אסטרונומיה Trevor Barry ו-Jean-Paul Oger מזוהים אף הם עם ההבחנות. תמונות נוספות מהשנה לאחר מכן חיזקו את הרעיון של מבנה דקגון, עשר פאות שמחבר את תבניות הטבע של שבתאי ליחס של סימטריה.

לאחר מכן סייע הטלסקופ בלום – הצילום המשוכלל של נאס"א – שהצליח להעניק תמונות חדה יותר מבעבר מאשר צילומי קרקע, במיוחד בשל היכולת לצפות בכל ההקפה של הכוכב ללא הפרעות של הערפל והשרוול המשתנה של האטמוספירה הקרקעית.

סאנצ'ס-לבגה ציין כי בצוות חיפשו כבר מ-1990 אחר תבנית דומה בקוטב הדרומי, בהתאם לסימטריה של מערכת זרמי הרוח הצפונית-דרומית של שבתאי, ולא הייתה עדות לתבנית שמתחזקת או שורדת לאורך שנים; גם בתמונות ממשימות כמו קאסיני, שטס לילה של שבתאי בין 2004 ל-2017, לא רואים סימנים לראותות של מבנה ארוך-טווח.

עומק הממוקם מתחת לפני העננים ומאפיין ייחודי שלה

פרט מובהק שעושה הבדל הוא שהגל אינו תופעת רקע רגעית או ענן שזז, אלא ממוקם בתוך אחד מזרמי הרוח החזקים של שבתאי ומושך תצורות לתוך שכבות מרובות של האטמוספירה, מה שמרמז על מבנה מקבץ עומקים ומגדיר אותו כגל המתפשט לעומקים גבוהים יותר מאשר שכבת העננים בלבד.

אחת הרמזים לכך היא שהמיקום של עשר הפאות זז מעט בין צילומים של בלום שנעשו באורכי גל שונים — כלומר, כל גל חוקר עומק אחר של האטמוספירה. הבנת עומק זה מסבירה מדוע ההשוואה להקסגון הצפוני משמעותית ומעוררת שאלות על מנגנון ההיווצרות של התבניות.

החוקרות מציינות שהשאלה המרכזית איננה כיצד המנגנון פועל, אלא מתי התבנית הזאת תופיע, מדוע דווקא עכשיו, ואיך היא מתנהגת בשטח ההרכב הגיאומטרי של הרוחות והזרמים על הכוכב.

השוואות להקסגון הצפוני של שבתאי

ההקסגון הצפוני של שבתאי הוא אחת התופעות הויזואליות המוכרות ביותר במערכת השמש, תבנית זרמים בעלת שישה צדדים שהמשיכה להתקיים במשך עשרות שנים בתצפיות קרקעיות, במשימות וויוג'ר וקאסיני. היציבות שלו משמשת כנקודת השוואה.

התבנית הדרומית לעומת זאת, מורכבת מעשר פאות, תועדה פחות משלוש שנים בלבד, ומושגית כה משתנה ולא קבועה. השוני הזה מצביע שהדבר אינו תגובה ישירה של כוכב לכת רגיל אלא תופעה חדשה שמתפתחת על אותו גוף מוכר — והוא אינו מראה סימנים של חיקוי מושלם להקסגון הצפוני, אלא תהליך חדש שנמצא בתהליך של התהוות.

מייק וונג, מחבר נוסף של המחקר מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי, מציין שהערך המרכזי של תוכנית OPAL היא בחזרה על תצפיות שהצטברו על פני שנים, והן משמשות ליצירת תצפיות שתוצאותיהן מושפעות מהצטברות נתונים ארוכה, ולא רק תצפית בודדה.

מעקבים עתידיים ושאלות פתוחות

החוקרים מבהירים שמדובר בתיאור תבניות, ולא בהסבר מלא של המנגנונים הפועלים. מהם הגורמים שדוחפים את הגל לשאת אופי מסוים? כמה זמן הוא יישאר? כיצד הוא משווה במנגנון להקסגון? שאלות אלו עדיין פתוחות ומחייבות חקירה נוספת באמצעות תצפיות מ-Hubble, טלסקופ שמיימי חדש כמו Webb, וניתוחים של מודלים ממוחשבים.

שתי אפשרויות פתוחות כרגע: או שהתבנית תתייצב ותהפוך ליצירה יציבה וארוכת טווח, הדומה להקסגון הצפוני, או שהיא תמשיך להשתנות עד שיהרסו אותה. הצוות מתכנן המשך מעקב כדי לברר זאת בדיוק.

בנוסף, נאס"א מעלה שאלה של אורך טווח, האם תבניות מסוג זה העוסקות באטמוספירה של כוכבי לכת גדולים קשורות למבנה אקלים דומה זה של כדור הארץ ואופן פעולתם. זאת שאלה פתוחה, ולא ממצא שהוכח מחקר זה. לא נקשר קשר ישיר בין תבניות אלה לבין מזג האוויר שלנו, לפחות לעת עתה.

המעוניינים לעקוב אחר התפתחויות, יכולים להמשיך להשתמש בטלסקופים ביתיים כדי לצפות בשבתאי בשמי הסתיו, כאשר הכוכב במצב נוח לתצפית. נאס"א מפיצה מדריך חודשי לצפייה בכוכבים ומכילה את תנאי הצפייה הנוכחיים. פרט הקוטב הדרומי המופיע כאן אינו נראה באמצעות ציוד חובבני, אך מאגר התמונות הקרקעיות שתחזק את הגילוי הזה פתוח לתרומות מהאסטרונומים החובבים ומומחים כאחד.

סדרות מחקריות עתידיות של נאס"א ומדעי החלל מצופות להבטיח תובנות חדשות והמשך חקירה של התופעה המרתקת הזו.