איך מודדים מרחק לכוכבים?

רן היקר,

זו שאלה נהדרת, כי היא ממחישה את הקסם של השיטה המדעית. את היכולת להשתמש ברמזים דקים מן הדקים כדי לקבל תמונה שימושית ומדויקת של דברים שנמצאים, לכאורה, רחוק מעבר לתפיסה שלנו.

הפטנט הראשון למדידת מרחקים נקרא "היסט". אתה מוזמן לנסות: עצום עין אחת, הושט יד אחת קדימה וזקוף אצבע אחת מעלה. את האצבע של היד האחרת זקוף בערך באמצע המרחק, כך שהיא מסתירה את האצבע הרחוקה יותר. עכשיו, בלי להזיז את האצבעות, עצום את העין הפקוחה ופקח את העצומה. אתה רואה איך האצבע הקרובה כאילו זזה הצידה?

דבר דומה קורה לכוכבים. פעם בשישה חודשים כדור־הארץ משלים חצי הקפה סביב השמש – בערך 300 מיליון קילומטרים מצד לצד – וזה מאפשר לנו להביט על היקום מזוויות שונות. כשזה קורה הכוכבים הקרובים "זזים" יותר מהרחוקים, ואם מודדים את ההיסט אפשר, בחישוב גיאומטרי פשוט, לקבל את המרחק.

המרחק לכוכבים | איור: ערן מנדל

הצרה היא שההיסט קטן ככל שהמרחק גדל, ואפילו הכוכבים הקרובים ביותר אלינו נורא רחוקים, אז במשך רוב ההיסטוריה מדענים פשוט לא הצליחו להבחין בהיסט שלהם. רק לקראת אמצע המאה הי"ט הצליח האסטרונום פרידריך בסל למדוד לראשונה היסט של כוכב קרוב יחסית, שנקרא על שמו, ולחשב את המרחק שלו: 11.4 שנות אור. ואפילו כיום, עם הטלסקופים המשוכללים ביותר, אי אפשר למדוד ככה מרחקים הגדולים מבערך 300 שנות אור.

וכאן נכנסת לתמונה הנרייטה ליוויט, אחת הדמויות החשובות ביותר באסטרונומיה המודרנית. היא פעלה לקראת סוף המאה הי"ט, ובאותה תקופה לא הרשו לנשים להפעיל מעבדות, אז ליוויט עבדה בהתנדבות (ואחר כך סתם בשכר נמוך) אצל מדען בשם פיקרינג, שהיה מעסיק סדרתי של נשים בעיבוד צילומי טלסקופ.

בעודה חוקרת סוג של כוכבים שמשנים את בהירותם במחזור קבוע, היא הבחינה במשהו חשוב: ככל שהכוכבים האלה בהירים יותר כך מחזור השינוי שלהם מהיר יותר. הטלסקופ מראה לנו רק מה הבהירות הנצפית של כוכבים, וזו דועכת עם המרחק, אבל התגלית של ליוויט מאפשרת לחשב את הבהירות האמיתית של כוכב, וההפרש בינה לבין הבהירות הנצפית נותן לנו את המרחק.

לקח בערך עשור (שבמהלכו אדווין האבל נשען על תגליתה כדי להוכיח שיש עוד גלקסיות מלבד שביל החלב) לפני שמישהו ניסה להציע את מועמדותה לפרס נובל ולגלות שהיא מתה בינתיים ממחלה, בגיל 53. ועד היום אנחנו משתמשים בקונץ שלה. למדנו לזהות סוגי כוכבים שונים, לחשב את הבהירות האמיתית שלהם ולהסיק את המרחק. די מבריק, בשביל מדענית שלא הורשתה להפעיל טלסקופ.