איך צופים בכוכבים? חלק ראשון
כל אחד יכול להרים את הראש לעבר השמים ולהתבונן בכוכבים המרהיבים שפרושים מעלינו. אבל איך באמת עושים את זה ואיך הכול התחיל? ד"ר יגאל פת-אל מגיש: מדריך לתצפית האסטרונומית. כתבה ראשונה בסדרה
השמים הפרושים מעלינו טומנים בחובם אינספור גרמי שמים מעניינים. בשנים האחרונות, עם ההשפעה הטוטאלית כמעט שיש לאינטרנט ולערוצי הלווין על חיינו, קשה למצוא כאלה שלא נחשפו למראות המרהיבים של גרמי השמים, בין אם אלה צולמו בידי טלסקופ החלל ע"ש האבל או באמצעות חלליות וגישושיות התרות את מרחבי מערכת השמש שלנו.
לצילומים אלה השפעה ברוכה כיוון שהודות להם נחשף הציבור בצורה מקיפה, לראשונה, לעושר הבלתי נדלה של גרמי השמים ולמראות המרהיבים המשמשים כמקדם המכירות הטוב ביותר של מדע האסטרונומיה והמדעים הקשורים אליו.
ואולם, גם באמצעים פשוטים יותר אפשר להתבונן בשמים. המטרה של סדרת כתבות זו היא לסקור את האמצעים בהם אנו, החובבים, צופים בשמים ולגלות מה אנו עשויים לראות באמצעים העומדים לרשותנו, החל מהעין העירומה, וכלה בצילומים שחובבים יכולים לעשות כיום גם באמצעים הפשוטים ביותר. זאת בהתאם למגבלה הגדולה ביותר הקיימת כיום באשר לאפשרות לצפות בגרמי השמים – "זיהום האור" שרווח בערי ישראל ובמיוחד במישור החוף, שהוא בין האזורים הצפופים בעולם.
להתחמק מאורות הכרך
כל מי שהיה אי פעם במדבר בלילה נטול ירח זוכר את הרושם העז הנוצר על ידי אלפי הכוכבים הנוצצים בכיפת השמים השחורה. גם שביל החלב, אותה עננה קלושה המשתרעת מאופק לאופק, מוסיף נופך רב לרושם המיסטי כמעט שמותיר בנו המראה של השמים במדבר.
לצערנו, מדינת ישראל היא מדינה צפופה ומוארת. הוסיפו לזאת את העובדה שאנו שוכנים בקצה אקלים מדברי, המתבטא בשמים עשירים באבק וכן בלחות רבה המאפיינת סמיכות למקווה מים גדול, והרי לכם מתכון לזיהום אור. מסיבה זו, קשה מאוד לצפות בגרמי שמים מתוככי ערים מוארות.
צפייה בכוכבים: משחק ילדים (צילום: Shutterstock)
אמנם, לאחר שעת חצות ולקראת בוקר יש שיפור רב כיוון שאורות רבים כבים, אך נוכחות האבק, הערפיח ואדי המים יוצרים זיהום אור גדול גם כאשר התאורה לכאורה מתוכננת בצורה נכונה וחסכונית.
הפתרון המתבקש היה לצאת אל מרחבי המדבר, אך כמובן שזהו פתרון הכרוך בנסיעה של כמה שעות לכל כיוון. לכן אפשר להסתפק במקומות חשוכים יחסית וכאלה יש בשפע. במסגרת הסדרה נמליץ על כמה אזורים כאלה שאינם כה רחוקים ממקומות יישוב. הפעם נתמקד בהיסטוריה של התצפית האסטרונומית, שתשפוך אור על עושר האפשרויות שקיים בפנינו כיום.
מבט השוואתי: שמים מזוהמים ושמים זרועי כוכבים (צילום: Jeremy Stanley)
קצת היסטוריה
בימי קדם, כאשר השמש פרשה משמי היום ושקעה לה למנוחת הלילה, נותרו הקדמונים עם השמים עטורי הכוכבים. כמובן שלא היו ברשותם טלסקופים או משקפות. האמת שלמעט שמי הלילה וסיפורים מסביב למדורה לא היה להם כל בילוי אחר ולכן, בלית ברירה, היו הקדמונים חייבים להביט בשמי הלילה, וכאשר הם הביטו בשמים הם הבחינו באלפי כוכבים.
כך נולדה הנטייה הטבעית לחבר בקווים דמיוניים נקודות אקראיות וכך נולדו גם קבוצות הכוכבים הראשונות. הקשר בין קבוצות הכוכבים לשמות שניתנו להם התבסס על אמונות ועל מיתוסים שונים.
מלבד קבוצות הכוכבים, הקדמונים שמו ליבם לתופעות נוספות: הם ראו את ליקויי המאורות וידעו שיש כמה כוכבים הנעים בינות ליתר הכוכבים – אלה הם הפלנטות (כוכבי הלכת). הם גם ראו מטאורים ושביטים וכמובן שמו ליבם לקשר שבין השמש לעונות השנה ולמחזוריות הירח.
התצפיות שנעשו בעין היו מדויקות באופן יחסי והמצטיינים בהן בעת העתיקה היו הבבלים, שידעו לחשב בדיוק רב את מחזור הליקויים, וכן היוונים, שתצפיותיהם הביאו לבניית מודלים שונים המסבירים את תנועות השמש וכוכבי הלכת.
תצפיותיהם של היפארכוס ואחריו תלמי, הביאו ליצירת אטלסי הכוכבים הראשונים. תצפיות אלה היו כה מדויקות עד שהיפארכוס הסיק שלכיפת השמים יש מחזור תנועה גדול של 26,000 שנים, מחזור שכיום אנו יודעים שקשור לתנועת הנקיפה של ציר כדור הארץ.
מהעין לטלסקופ
העין שימשה כלי תצפית עיקרי עד לתחילת המאה ה-17. קפלר הגדול נשען על תצפיותיו המדויקות מאוד של טיכו ברהה שנעזר במכשירי מדידה שונים למדידת מרחקים זויתיים בין גרמי השמים. בזכות דיוק התצפיות הן של טיכו והן של הקודמים לו, הגיע קפלר למסקנה כי המאדים, ויתר כוכבי הלכת, מקיפים את השמש במסלולים אליפטיים.
התצפיות המדויקות שערכו קפלר וטיכו בסופר-נובות שנראו בזמנם מהוות מקור מידע מדעי התקף עד עצם היום הזה, אולם תור הזהב של התצפיות בעין הבלתי מזוינת תם עם המצאת הטלסקופ בידי ליפארשי ושכלולו בידי גלילאו.
בבת אחת גדל היקום והתרחב. התגלו צורות הנוף על הירח, ירחי צדק, טבעות שבתאי, מופעי נוגה ואינספור הכוכבים בשביל החלב. גם הטלת דמות השמש על הרצפה גילתה שהביטוי - ברה כחמה - כבר אינו נכון, כיוון שהשמש מכוסה כתמים.
הטלסקופ הלך והשתכלל: ניוטון המציא את טלסקופ המראות, שהקל מאוד על בניית הטלסקופים, בעיקר כאלו בעלי קוטר גדול. ככל שקוטר הטלסקופים הלך וגדל וככל שאיכותם עלתה, כך העמיק האדם יותר ויותר אל תוככי היקום; כתמים שונים נגלו בינות לכוכבים, חלקם בעלי צורת עדשה, חלקם לולייניים וחלקם ללא צורה מוגדרת.
האטלסים הפכו למדויקים יותר ויותר והתגלו כוכבי לכת ואסטרואידים חדשים. בד בבד הומצאו מכשירי עזר נוספים וההבנה של מהות האור הביאה ללידתו של מדע הספקטרוסקופיה על ידי מגלי הקווים הספקטראליים: פראונהאופר, קירכהוף ובונזן. הקווים השחורים המתקבלים על ידי העברת אור השמש במנסרה לימד אותנו על הרכב השמש והכוכבים.
פריצת דרך תיעודית
עד למחצית המאה ה-19, נעשה כל התיעוד של התצפיות האסטרונומיות על ידי רישום. משוכלל הטלסקופ ככל שיהיה, טיב המידע המדעי שהתקבל מבעד לעדשה היה תלוי בכישרונו של הצופה לתאר נאמנה את אשר הוא רואה. מכאן החשיבות הרבה וקפיצת המדרגה המשמעותית שבאה עם המצאת הצילום והצילום האסטרונומי.
מעבר לדיוק והאובייקטיביות הגדולה יותר של התיעוד, לצילום היה יתרון נוסף גדול – העין אינה מסוגלת לשמור מידע. כלומר, גם אם נבהה בגרם שמים קלוש למשך זמן ארוך, לא נוכל לשפר את המידע המתקבל ממנו. העין אינה אוגרת אור - המצלמה כן.
תיעוד השמיים עבר תמורות שונות. "ליל כוכבים", ואן-גוך (1889)
יותר מכך: העין מתקשה להבחין בצבעים של מקורות אור חיוורים בתנאי חשיכה, בניגוד למצלמה. לכן, צילומי הצבע של השמים הראו בפעמים הראשונות את ססגוניותם. אמנם, בתחילה נדרשו שעות רבות של חשיפת התשליל או פלטת הצילום לאור הקלוש של גרמי השמים, אך עם השתכללות הצילום הדיגיטלי בשנים האחרונות, התקצרו פרקי הזמן הנדרשים לצילום אסטרונומי בכמה סדרי גודל.
לצילום שדרש פעם שעות רבות, מספיקות כעת כמה עשרות שניות כדי להגיע לאותה התוצאה. שכלול טכנולוגי זה, בד בבד עם הירידה הדרסטית במחירי הציוד, הביא לכך שצילום אסטרונומי ברמה כזו שמצפים גדולים רק יכלו לחלום עליה לפני כמה עשורים, הפך לנחלת הכלל.
מכשול אחד בכל זאת עדיין קיים וזו האטמוספירה. יש לזכור כי אנו מצויים תחת מאות קילומטרים של אוויר שנע וזורם ומפריע לתצפית. למעשה טיב התצפית (חדות הצילום) תלוי בפעילות האטמוספירית באותו זמן. סוגיה זו נפתרה באמצעות טלסקופ החלל ע"ש האבל, שמשייט מאות קילומטרים מעל פני הקרקע ומעל האטמוספירה, ובכך מרחיב את אופקינו בכמה וכמה מונים.
טלסקופ החלל האבל (צילום: AFP)
על אף שקשה יותר לרכוש דירה בישראל, לא לכל אחד מאיתנו יש התקציב לבניית טלסקופ חלל משלו. ובכל זאת ישנם פתרונות מדף, הן לחובבים והן למצפים גדולים, המנטרלים את השפעת האטמוספירה על ידי מערכות טכנולוגיות משוכללות ואלגוריתמים בשיטה הקרויה "אופטיקה מסתגלת". למעשה, חזית הפיתוח כיום היא שיפור טכנולוגי של כל אחד מהמכשירים בהם אנו משתמשים, בכדי להגיע לדיוקים גבוהים יותר במאמץ קטן יותר.
חשוב בהקשר זה לציין כי האדם צופה בחלל גם בתחומי קרינה נוספים לאור הנראה ולמעשה אנו צופים ביקום בכל הטווח של הקרינה האלקטרו-מגנטית – החל מגלי גאמה, גלי X והתחום העל סגול, וכלה בתת-אדום, המיקרו והרדיו. בסדרת כתבות זו נתמקד רק בתחום הצר של האור הנראה ובכתבה הבאה נסקור את התצפיות בעין הבלתי מזוינת.
מפת כוכבים מסתובבת להורדה ומידע נוסף על התצפית בירח ובכוכבי הלכת ואירועים אסטרונומיים נוספים לשנת 2011 אפשר למצוא בלוח השנה האסטרונומי לשמי ישראל.
ד"ר יגאל פת-אל, קוסמוס טלסקופים, יו"ר האגודה הישראלית לאסטרונומיה, מנהל מצפה הכוכבים בגבעתיים ומנהל פורום אסטרונומיה ב-ynet.
לפנייה לכתב/ת 
