ייתכן שאסטרונומים טעו באופן שיטתי בהערכת המאסה של עצמים קוסמיים קטנים
הכוכב הקטן ביותר אי פעם שהמאסה שלו נמדדה באופן מהימן, התגלה כבעל מאסה שלמעשה גדולה כמעט כפליים מן הצפוי, כך אומרים אסטרונומים. הדבר מעלה ספקות באשר לחלק ניכר מהידע הקיים על רסיסי פסולת קוסמית קטני-מאסה – עצמים שהם בבחינת כמעט-כוכבים. מהמחקר, שהתפרסם בשבוע שעבר, עולה כי ייתכן שאסטרונומים טעו באופן שיטתי בהערכת המאסה של העצמים הללו, ועל כן טעו בהגדרת מושאי מחקרם הקטנים ביותר.
“תגלית זו תאלץ אסטרונומים לחשוב מחדש על השאלה, מהן לאמיתו של דבר המאסות של העצמים הקטנים ביותר שמייצר הטבע”, אמר הד”ר לרד קלוס מאוניברסיטת אריזונה, שעמד בראש צוות בינלאומי של אסטרונומים שדיווח על המחקר בכתב העת “Nature”.
הד”ר אלן בוס, תיאורטיקן במכון קרנגי בוואשינגטון, הגדיר את המחקר “התקדמות מעניינת ביותר בתחום האסטרונומיה”. לדבריו, המחקר מדגיש את הצורך לעגן תיאוריות אסטרונומיות במדידות.
המחקר – שבו המאסה של הכוכב חושבה על ידי בדיקת המסלול שלו, ולא על ידי מדידת עוצמת האור שלו, כפי שבדרך כלל מחשבים אסטרונומים את המאסה של כוכבים – הוא תולדה של פרויקט שמטרתו לאתר, ולהצליח לראות, חלקיקים קוסמיים קטנים עוד יותר, וליתר דיוק – כוכבי לכת המקיפים כוכבים אחרים. יותר ממאה עצמים כאלה התגלו באופן עקיף בעשור האחרון, באמצעות בחינה של התנודות שיצרו השדות הגרוויטציוניים של כוכבי הלכת הללו בתנועות של הכוכבים שאותם הקיפו. בעקבות הממצאים הללו התפתח מרוץ בינלאומי בין אסטרונומים השואפים להיות הראשונים לצפות בכוכבי הלכת הללו ישירות.
בניסיון לזכות בתואר הזה בנו קלוס והד”ר ריינר לנצן ממכון מקס פלנק לאסטרונומיה בהיידלברג, גרמניה, מצלמה מיוחדת שנועדה להבחין בין האור שמחזירים כוכבי הלכת לבין הזוהר המסנוור שפולטים כוכביהם, שמאירים בעוצמה גדולה פי 10 מיליון עד פי 10 מיליארד. כחלק מתהליך הבדיקה הביאו השניים ועמיתיהם את המצלמה לצ'ילה, אל טלסקופ VLT (“הטלסקופ הגדול מאוד”) של איגוד מצפי הכוכבים של אירופה בחצי הכדור הדרומי, והשתמשו בה בחיפוש אחר בן-לווייתו של כוכב המכונה AB Doradus A.
כוכב צעיר זה נמצא במרחק של כ-48 שנות אור מכדור הארץ, וההתנודדות שלו על צירו נצפית בבירור. אך אפילו טלסקופ החלל האבל לא הצליח לאתר את כוכב הלכת הלוויין שלו, משום שאורו חלש והוא נמצא בצמוד לכוכב הראשי. ואולם בטלסקופ הגדול יותר, המצויד במערכת אופטית מסתגלת שמפצה על מריחת התמונה שגורמת האטמוספירה של כדור הארץ, הצליחה מצלמתו של קלוס לצלם עצם אדום קריר, שזוהרו קטן בערך פי 120 מזוהר הכוכב הראשי.
בדרך כלל מחשבים אסטרונומים את המאסה של כוכב לפי עוצמת זוהרו. לפי שיטה זו הכוכב הלוויין, AB Doradus C, היה צריך להיות לכאורה בעל מאסה גדולה בערך פי 50 מהמאסה של כוכב צדק – ומכאן שמדובר בננס חום, כוכב שקרס.
אולם לפי מדידת מסלולו, הצליחו האסטרונומים לקבוע ש-AB Doradus C הינו למעשה בעל מאסה גדולה פי 93 משל צדק – ומכאן שאפשר להגדירו ככוכב קטן. “פי שניים בערך, זו טעות ענקית. תאר לעצמך שאתה טועה במשקל אשתך בטווח של כפליים יותר או פחות ממשקלה האמיתי”, אמר קלוס בראיון. הבעיה, לדבריו, היא שהמודלים ששימשו להערכת מאסות של כוכבים כוילו על בסיס מדידות של מערכות כפולות (מערכות שיש בהן שני כוכבים), עם כוכבים שגודלם כגודל השמש ואף יותר. אבל עצמים כגון AB Doradus C קרירים דיים כדי שייווצרו בסביבתם ענני אבק שמעמעמים את זוהרם, אמר קלוס.
“מה שמלהיב זה שזו הפעם הראשונה שגילינו את המאסה של עצם שהמאסה שלו קטנה, שהוא קריר וצעיר”, אמר. “זו ההצצה הראשונה שלנו לכוכבים בעלי מאסה קטנה”.
לגבי כוכב, המאסה היא הכל. המאסה קובעת את מידת הצפיפות והחום של ליבתו, וגם איזה סוג של ריאקציות תרמו-גרעיניות יכולות להתרחש בה. על פי התיאוריה, לעצם שהמאסה שלו קטנה מפי 75 מהמאסה של צדק, לא תהיה די אנרגיה כדי להידלק ולהפוך מימן להליום באמצעות בעירה, ועל כן הוא יישאר ננס חום. השמש, לשם השוואה, היא בעלת מאסה גדולה בערך פי אלף מזו של צדק.
כוכבים קטנים עולים במספריהם לאין ערוך על הכוכבים הגדולים והזוהרים. באחרונה חשדו כמה אסטרונומים שחלק גדול מ”החומר האפל”, כפי שהוא מכונה, הקיים ביקום, הינו בצורת ננסים חומים – השערה שעוררה עניין רב בעצמים הללו, הקשים לאיתור. אך הסברה הרווחת כיום, לדברי קלוס, היא שהננסים החומים קטנים במאסה שלהם, כקבוצה, מכוכבים עמומים שגודלם הוא רק חלק מהמאסה של השמש – כ-200 כוכבי צדק. “הננסים החומים הם כעת שחקנים משניים בזירת החומר האפל”, הוא אמר.
אם הממצאים החדשים נכונים, אמר קלוס, ייתכן שהננסים החומים הינם שחקנים משניים עוד יותר משחשבו עד כה. שכן ייתכן שעצמים רבים שסווגו עד כה כננסים חומים, הינם למעשה כוכבים בעלי מאסה קטנה.
לא ננס – כוכב קטן
המסלול של הכוכב-הלוויין AB Doradus C (הנקודה האדומה הקטנה) סביב הכוכב AB Doradus A. בדרך כלל מחשבים אסטרונומים את המאסות של הכוכבים לפי עוצמת זוהרם. על פי שיטה זו AB Doradus C היה צריך להיות לכאורה בעל מאסה גדולה בערך פי 50 מהמאסה של כוכב צדק – ומכאן שמדובר בננס חום, כוכב שקרס. אולם לפי מדידת מסלולו, הצליחו האסטרונומים לקבוע ש-AB Doradus C הינו למעשה בעל מאסה גדולה פי 93 משל צדק – ומכאן שאפשר להגדירו ככוכב קטן.
