הסרט ששמו סטיב: איך חובבי שמיים נתנו שם לאור שהמדע פספס
בלילה קר ובהיר בחורף 2015 עמדה קבוצה קטנה של צלמים בחשכה אי-שם במחוז אלברטה שבקנדה, החצובות נעוצות בשלג, ממתינות לזוהר הצפוני. מה שעלה מעליהם לא היה הזוהר הצפוני. במקום וילונות הירוק המוכרים המתגלגלים לאורך האופק, נמתח בשמיים סרט דק של סגול חיוור ממזרח למערב, צר וחד-קצוות, כמו שריטה של אור שסורטטה בסרגל. הוא לא התנועע כמו שזוהר מתנועע. הוא פשוט תלה שם, זוהר בגון מוב, לעתים משוך בקצהו התחתון בשורה של פסים ירוקים קצרים שנראו ליותר מצופה אחד כמו גדר כלונסאות עומדת על צדה. הצלמים כבר ראו אותו קודם. הם צילמו אותו שנים. ועדיין לא היה להם מושג מה הוא.
הם השתייכו לקבוצת פייסבוק בשם Alberta Aurora Chasers, קהילה רופפת של חובבים שנסעו החוצה בלילות קפואים לצוד את השמיים. בינם לבין עצמם הם נהגו לקרוא לקשת הסגולה המוזרה "סטיב", שם ריק ומכוון, מטופש בכוונה, שהושאל מסרט האנימציה משנת 2006 "מעבר לגדר", שבו החיות המבוהלות נותנות לחפץ לא-מוכר שם אנושי לא-מזיק כדי שיפסיק להפחיד. הבדיחה נתפסה. ובתחום שבו התופעות נושאות שמות כמו תת-סערה וטבעת הזוהר, העובדה שדבר חסר-שם צולם לילה אחר לילה בידי חובבים ולא בידי מדענים עתידה הייתה להפוך לחלק המביך והנפלא ביותר בכל הסיפור.
רודפי הזוהר שיתפו את תמונותיהם עם שניים שאולי יידעו: אליזבת מקדונלד, מדענית מזג-אוויר-חלל בנאס"א ומייסדת Aurorasaurus, מיזם שנבנה בדיוק כדי לשלב תצפיות אזרחים במחקר אמיתי, ואריק דונובן, פיזיקאי זוהר מאוניברסיטת קלגרי. בין שניהם נשאו מקדונלד ודונובן עשרות שנים של ניסיון בהתבוננות באטמוספירה העליונה. אף אחד מהם לא ידע לומר מה סטיב היה. כדאי לעצור על ההודאה הזו. שני אנשי מקצוע שכל הקריירה שלהם נבנתה על היכרות עם שמי הלילה הביטו בתמונה אחר תמונה של מבנה בהיר המתקשת מעל ערים מיושבות, ונאלצו להודות שהם רואים דבר שאינו מופיע בספרות.
דונובן הבין שהתשובה לא תבוא מתמונות בלבד. מה שנדרש היה צירוף מקרים: לוויין החולף בדיוק דרך הסרט ברגע שבו מצלמה על הקרקע קולטת אותו. לסוכנות החלל האירופית הזדמן שהיו המכשירים הנכונים במסלול, שלישיית לוויינים בשם Swarm, שתוכננה למדוד את השדות המגנטיים והחשמליים של כדור-הארץ. כשדונובן התאים תצפית קרקע של סטיב למעבר של Swarm, המספרים שחזרו היו מדהימים. בגובה שבו סטיב זהר, בערך 450 קילומטר מעלה, טס הלוויין דרך סרט גז ברוחב כ-25 קילומטר שבו הטמפרטורה זינקה לכ-3,000 מעלות צלזיוס, ושבו חלקיקים טעונים זרמו מערבה במהירות של קרוב לשישה קילומטר בשנייה, אלפי מונים מהר יותר מהאוויר משני צדיו.
המדידה הזו נתנה לשם הזמני בית קבוע. במאמר משנת 2018 שפורסם ב-Science Advances, המחקר הראשון שעבר ביקורת עמיתים, שמרה הקבוצה על השם שרודפי הזוהר בחרו אך הנדסה אותו לאחור לכדי ראשי-תיבות ראויים לכתב-עת: Strong Thermal Emission Velocity Enhancement, העצמת מהירות של פליטה תרמית חזקה. סטיב הפך ל-STEVE. זו הייתה מחווה נדיבה, מקרה נדיר שבו המדע המקצועי משתחווה לחובבים שראו ראשונים. אך ראשי-התיבות גם רשמו בשקט את מה שהמדענים למדו, ובאופן חושף יותר, את מה שעדיין לא ידעו.
הדרך מאלבום בפייסבוק לכתב-עת מדעי הייתה כל דבר חוץ מחלקה, וכדאי להתעכב על כמה בלתי-סביר היה כל שרשור האירועים. לוויין החוצה בדיוק את רוחב הסרט בדיוק בשנייה שבה תריס המצלמה פתוח אינו דבר שאפשר לתזמן; זו זכייה בלוטו שדונובן פשוט נאלץ להמתין לה. Aurorasaurus, בינתיים, הפך לרקמת החיבור של התגלית, פלטפורמה שבה אנשים רגילים יכלו לתעד את שראו ושבה מדענים יכלו לדוג את צירופי-המקרים הנדירים ההופכים אנקדוטה לראיה. בשנים שלאחר מכן זרמו פנימה מאות תצפיות, כל אחת אישור קטן לכך שסטיב אינו קוריוז של מצלמה אחת או לילה אחד אלא תופעה חוזרת וניתנת לשחזור בשמי התת-זוהר שפשוט מעולם לא נרשמה.
כי כאן מתחילה עלילת התגלית המסודרת להתפורר. סרט הגז החם והמהיר ש-Swarm מדד מוכר היטב לפיזיקאים בשם אחר: סחף יונים תת-זוהרי, או SAID, המתואר לעתים כחלק ממשפחה רחבה יותר של זרמי קיטוב תת-זוהריים. הזרמים המערביים המהירים של פלזמה חמה נחקרו במשך עשורים. מה שאיש מעולם לא קישר אליהם היה אור נראה. SAID אמור היה להיות בלתי-נראה, נהר של אנרגיה שאפשר לאתר במכשירים אך לעולם לא לראות בעין. סטיב הוכיח שההנחה הזו שגויה. וזה לב התעלומה ששורדת עד היום, שנים אחרי שהשם הפך רשמי: אנחנו יודעים היכן סטיב חי ויודעים שהוא רוכב על סחף יונים תת-זוהרי, אך איננו מבינים במלואו כיצד הסחף הזה מייצר אור בכלל.
כדי לתפוס מדוע זה כה מטריד, צריך להבין מהו זוהר רגיל בעצם. הזוהר הצפוני זוהר משום שחלקיקים טעונים מהחלל ניתכים במורד קווי השדה המגנטי ומתנגשים בחמצן ובחנקן גבוה באטמוספירה, מעוררים את האטומים עד שהם משחררים אור. מטר החלקיקים הזה נקרא משקע, והוא המנוע של כל זוהר קלאסי. כשחוקרים בחנו את סטיב לעומק, הם מצאו שהמנוע חסר. לא היה משקע אלקטרונים משמעותי שנפל אל תוך הסרט הסגול. יהיה אשר יהיה מה שהאיר אותו, זה לא היה המנגנון שמאיר את הזוהר. משום כך אומרים כיום המדענים במפורש שסטיב אינו זוהר כלל, גם אם הוא מופיע לצד הזוהר ונראה, לעין לא-מיומנת, כבן-דודו. הוא משהו אחר, זוהר הנוצר מחום ומחיכוך בזרם נע-מהר ולא מחלקיקים הנופלים מלמעלה.
גדר הכלונסאות הירוקה מסבכת את התמונה עוד יותר. כשספקטרוגרף Transition Region Explorer בקנדה סוף-סוף קלט את אורו של סטיב ופיצל אותו לספקטרום ב-2019, התברר שלסרט הסגול אין כלל חתימה נקייה, אין קו פליטה בהיר יחיד, אלא מריחה רחבה של צבע הרומזת על חימום ולא על טביעות-האצבע האטומיות הבדידות שזוהר מותיר. הפסים הירוקים לצדו סיפרו סיפור אחר. אורם נשלט על-ידי פליטת החמצן ב-557.7 ננומטר, אותו ירוק שזוהרים רגילים מייצרים, מה שמרמז שגדר הכלונסאות והסרט הסגול מוארים אולי בשני תהליכים שונים העומדים זה לצד זה. תיאוריה אחת, שהעלו חוקרים שבחנו את הספקטרום ההוא, גורסת ששדות חשמליים המיושרים עם השדה המגנטי עשויים להמריץ אלקטרונים מקומית, למטה היכן שגדר הכלונסאות נוצרת, ולאפשר להם לפגוע באטמוספירה ולזהור בלי שחלקיקים יידרשו ליפול מהחלל. זהו רעיון סביר. הוא אינו רעיון מוכרע.
יש קמט נוסף ששומר על המומחים כנים. סטיב נוטה להופיע בקווי-רוחב נמוכים יותר מהזוהר הקלאסי, קרוב יותר למקומות שבהם רוב האנשים באמת חיים, מה שהיה אמור להקל, לא להקשות, על הבחנה בו. שהוא נותר בלתי-מוזכר זמן כה רב אומר משהו לא-נוח על כמה מן השמיים אנו מביטים בלי באמת לראות. זה גם מעלה שאלה שקטה יותר על הגבול בין שני הזוהרים. אם סטיב והזוהר הרגיל חולקים כה לעתים קרובות את אותו לילה, מונעים מאותה הפרעה גדולה בחלל הקרוב לכדור-הארץ, אזי היכן בדיוק תופעה אחת מסתיימת והשנייה מתחילה, וכמה דיווחי זוהר ישנים שילבו בשקט תצפית של סטיב ברישום מבלי שאיש הבחין בהבדל?
אז עם מה בעצם נותרנו? תופעה שהתחבאה בתמונות רגילות במשך שנים, שהמדע המקצועי חלף על פניה עד שחובבים כפו את השאלה, שנושאת כעת ראשי-תיבות רשמיים וגובה וטמפרטורה מדודים, ושעדיין אי-אפשר להסביר אותה מעקרונות ראשוניים. יש לתהות כמה אנשים לאורך העשורים ראו את הקו הסגול הזה בשמיים, הניחו שזה פס מוזר של זוהר, ומעולם לא הזכירו זאת לאיש. ספרות הזוהר הישנה מכילה אזכורים מפוזרים של "קשתות מוב" ורצועות סגולות בלתי-מוסברות שנים רבות אחורה, רוחות של סטיב שתועדו ונשכחו משום שלאיש לא הייתה מסגרת להחזיק אותן. בהחלט ייתכן שסטיב הופיע מעל ראשי בני-אדם כל עוד היו ראשי בני-אדם להופיע מעליהם, ושרק הגעתן של מצלמות רגישות וזולות ורשת חברתית לאיגום התמונות הפכה אותו לבלתי-ניתן להכחשה לבסוף.
יש גם לתהות מה חושפת ההכתרה של סטיב לגבי הנקודות העיוורות של המומחיות. רודפי הזוהר לא היו מוסמכים. לא הייתה להם תיאוריה, מימון או מכשירים מעבר למצלמותיהם ולסבלנותם. מה שהיה להם היה אלפי שעות של התבוננות, ונכונות לומר בקול רם שמשהו לא מסתדר. לאנשי המקצוע הייתה הפיזיקה אך לא העיניים. ההתנגשות בין השניים, החובבים שראו והמדענים שמדדו, היא שהפכה בדיחה פנימית בפייסבוק לשורה ברישום המדעי. אילו סטיב היה ממתין שפיזיקאי יבחין בו בכוחות עצמו, ייתכן שהיה ממתין עד היום.
נותרות חידות עמוקות יותר שגם המומחים מנסחים בזהירות. מדוע סחף יונים תת-זוהרי, הנוכח בלילות רבים, רק לעתים נדלק כסרט נראה? מה בדיוק מצית את הרצף הסגול לזהור, אם לא חלקיקים נופלים? מדוע גדר הכלונסאות מופיעה לעתים לפני סטיב, לעתים אחרי שהוא דועך, ולעתים כלל לא? כל אחת מהשאלות הללו פתוחה, וכל אחת רומזת שהתווית "פתור" יושבת שלא בנוח על התופעה הזו. נתנו לסטיב שם ואיתרנו אותו ותזמנו את מהירותו, וזה הישג אמיתי וקשה. האם באמת הסברנו אותו הוא עניין אחר, והחוקרים הישרים אינם מעמידים פנים אחרת.
אולי זה הדבר האנושי ביותר בכל הפרשה. סטיב הוא תזכורת שתגלית אינה תמיד עניין של מסע אל קצות מערכת השמש או בניית המכונה הגדולה ביותר שנוצרה. לעתים היא עניין של עמידה בשדה מושלג, מבט מעלה אל אור שכל האחרים חלפו על פניו, ואומץ לשאול מה הוא. השמיים מעל אלברטה העלו את המופע הזה במשך זמן רב מאוד. הם פשוט נזקקו למישהו עקשן דיו כדי להמשיך לצפות, וישר דיו, כשהמומחים הגיעו, להודות שאיש עדיין אינו יודע את התשובה. סטיב, יהיה אשר יהיה בסופו של דבר, עדיין שם למעלה ברוב הלילות הבהירים, זוהר במוב הסבלני שלו, ממתין שיתר ההסבר ישיג את שמו.