מה מפעיל את השמש?

אחד הדברים היפים ביותר באסטרופיסיקה הוא שהעצמים הגדולים ביותר שקיימים, כלומר הכוכבים, מתנהלים על פי החוקים שמכתיבים העצמים הזעירים ביותר, האטומים. אתם מוזמנים להכניס תובנה חברתית כראות עיניכם.

המשך מעבר לקיפול...

כמה חם היה? פוסט לכבוד חורף מבולבל

רבות אנו משתמשים בביטויים כמו "החום בחוץ בלתי נסבל" בזמן שבתחזית מזג האויר מבטאים את אותה המשמעות במילים "הטמפרטורות היום הן מעל הממוצע". כשאנחנו מרגישים חולים ומשתמשים במדחום, התצוגה מדווחת לנו מהי טמפרטורת הגוף שלנו, ולא כמה חום אנחנו מכילים. מהו בדיוק ההבדל בין חום וטמפרטורה?

חום הוא צורה של אנרגיה שמוכלת בגוף או בחומר מסויים. אנרגיית חום היא למעשה אנרגיה קינטית, כלומר אנרגיה בצורת תנועה, אבל בקנה מידה קטן מאד; כשגוף סופג אנרגיית חום (איך? על כך בפעם אחרת), האטומים שלו ינועו במהירות רבה יותר, והמולקולות שלו תתנועענה במהירות גבוהה יותר. אם מספיק חום נספג בחומר, תנועת פרודותיו עשויה להביא אפילו לניתוק הקשרים בין המולקולות, ובכך להפוך מוצק לנוזל או נוזל לגז.

טמפרטורה היא מאפיין של מצב מסויים של חומר, כמו משקל או מהירות. גובה הטמפרטורה מראה את מידת התנועה של פרודות החומר עקב החום שספוג בהן ברגע מסויים. לכן זהו ביטוי גם למצב הצבירה של החומר (למשל מים שהטמפרטורה שלהם נמוכה מ- 100 מעלות צלזיוס יהיו במצב נוזלי ומעל 100 מעלות צלזיוס יהיו במצב גזי*). אם נקשר זאת לנושאים שבהם אני עוסק בדרך-כלל, אז טעות נפוצה היא שבחלל קר. החלל הוא הרי ריק ברובו, וטמפרטורה היא סממן של חומר, לכן לחלל עצמו אין כלל טמפרטורה, אלא רק לגופים הנמצאים בו.

כעת נחבר בין חום וטמפרטורה: כדי לחמם גוף כלשהו, כלומר להעלות את הטמפרטורה שלו, צריך להוסיף לו אנרגיית חום. השינוי בטמפרטורה של הגוף תלויה בשלושה גורמים: בכמות החום שהוספנו (מובן מאליו, לא?), במסה של הגוף (כי כדי להרתיח שתי כוסות מים צריך להשקיע יותר אנרגיה מאשר כדי להרתיח כוס מים אחת), ובתכונה של החומר שנקראת קיבול חום סגולי. 

קיבול החום הסגולי קובע מה יהיה השינוי בטמפרטורה של הגוף כתוצאה מכמות חום מסויימת שנספגה בו. כאשר קיבול החום הסגולי גבוה, נדרש יותר חום על מנת להעלות את הטמפרטורה. לדוגמה, כמות חום מסויימת מעלה ב- 10 מעלות צלזיוס קילוגרם אחד של ברזל, ואותה כמות חום בדיוק תחמם קילוגרם אחד של מים נוזלים בקצת יותר ממעלה אחת בלבד. ההבדל נובע מכך שקיבול החום הסגולי של מים גבוה כמעט פי- 10 מזה של ברזל, ובמילים אחרות, מים יכולים לספוג פי- 10 יותר חום מאשר ברזל ולהתחמם באותה מידה.

זהו זה. פשוט? מובן? או שממש לא? שתפו אותי כדי שאדע, ואל תהססו לשאול כדי לדעת יותר.

________________________________________
*בלחץ של אטמוספירה אחת. שוב, לצורך הפשטה, לא אתייחס לתלות החזקה בין טמפרטורת מעבר מצבי הצבירה לבין הלחץ.

אפוקסי מכה שנית

אולי אתם זוכרים את הפוסט אודות השביט הארטלי-2 והמשימה אפוקסי, במהלכה צולם השביט ממרחק זעום של כ- 700 קילומטרים. בארבעה בנובמבר הוכתרה המשימה בהצלחה, ויש הרבה צילומים וסרטונים מדהימים. כמות הפרטים שניתן לזהות על פני השטח של גרעין השביט תספק למדענים הרבה מאד נתונים מעניינים וזה ממש מרגש.

בתמונות רואים את גרעין השביט בצורתו המאורכת, ואפשר להבחין במספר סילונים של קרח ו/או אבק שמרוססים לחלל ויוצרים את ההילה והזנב של השביט.

שביטים מורכבים בעיקר מקרח מים ומאבק סלעי שהתגבשו יחד בעידן הערפילית הסולרית, שברבות הימים הפכה למערכת השמש. 
כמו כל הגופים במערכת השמש שלנו, גם שביטים מקיפים את השמש. אלו מבינהם שחולפים במערכת השמש הפנימית (היכן שכדור הארץ נוהג להסתובב) מתחממים, וכתוצאה מכך גזים שכלואים בכיסים בתוך תערובת הקרח-סלע מצליחים לפרוץ את דרכם החוצה, ותוך כדי כך מעיפים כל מה שעומד בדרכם.
למעשה אנחנו יודעים בדיוק מה נזרק החוצה. ניתוח ספקטרוגרפי של האור המוחזר מהסילונים (כלומר פירוק האור הנקלט במצלמות לאורכי גל שונים) מאפשר לזהות את החומרים המרכיבים את הסילון.
כך יודעים ששביטים מורכבים בעיקר מקרח-מים, ושהם מכילים אמוניה, פחמן דו-חמצני ועוד.
מסתבר לפי התמונות שצילמו במשימה אפוקסי, שהשביט הארטלי-2, מתיז יותר פחמן דו-חמצני מאשר מים, כלומר שהגז שהשתחרר ויצר את הסילונים הללו היה קרח יבש. ושימו-לב, מדובר בקרח יבש שנח לו קפוא בתוך השביט במשך מיליארדי שנים! יש הרבה מה ללמוד מזה, כי זו דגימה אמיתית ממערכת השמש הקדומה.

אפוקסי היא משימת ההמשך של דיפ-אימפקט, שבה צולם השביט טמפל-1 מקרוב בזמן שקליע נחושת במשקל 370 קילוגרם הוטח בפניו. זו המשימה החמישית של חללית שחולפת קרוב לשביט, והראשונה שחלפה קרוב לשני שביטים.

מלבד סיפוק הסקרנות המדעית יש גם סיבה פרקטית להוצאות כספיות עצומות על חקר שביטים. כאמור, שביטים רבים חולפים קרוב לשמש, וכך חולפים בקרבת מסלול כדור הארץ. זה עלול להיות מסוכן יום אחד, וכאשר היום הזה יגיע, כדאי שיהיה בידינו מספיק ידע כדי שאפשר יהיה לעשות משהו בקשר לזה, וידע בדרך כלל מתחיל באיסוף נתונים ועיבודם. 

_________________________________________
קרדיט לתמונות: NASA

ירושלים, תשעה בדצמבר

מתרחשים כל מיני דברים כרגע שאני מעורב בהם עד צוואר, ולכן לא יוצא לי לעדכן הרבה החודש.

בינתיים, אמליץ לכם לבקר באתר של כנס מאוֹרוֹת 2010, כנס המוקדש כולו למדע בדיוני והפעם, לרגל שנת המגוון הביולוגי, יעסוק הכנס בעיקר בנושאים כגון אבולוציה, חייזרים, גנטיקה וחיים בחלל.


בתוכניה ניתן לצפות כאן.

הכנס יתקיים ב- 9 בדצמבר בקמפוס גבעת רם (האוניברסיטה העברית) בירושלים. יהיה מגניב!
עד אז, תוכלו לקרוא את אוסף סיפורוני החייזרים בפרוייקט "אלפבית עשוי סוילנט-גרין", מחווה לסיפור "מאל"ף ועד תי"ו באלפבית עשוי שוקולד" מאת הארלן אליסון. 28 סיפורים קצרצרים אודות חייזרים שונים ומשונים פרי חלומותיהם, דמיונם וסיוטיהם של 28 כותבים ישראליים. כל יום מתווסף סיפור נוסף, לפי סדר אותיות האלפבית.
קראו, התרשמו ואל תשכחו להגיב!