כוכב לכת גדול מקיף באופן מפתיע כוכב שהיה אמור להשמיד אותו

טלסקופ החלל TESS גילה כוכב לכת ששרד מיזוג בין שני כוכבים כשהכוכב הממוזג התנפח והפך לענק אדום

כוכב הלכת 8 Ursae Minoris b מקיף כוכב הנמצא במרחק 530 שנות אור, שנמצא בשלבי סיום חייו. הכוכב האדום הענק היה אמור להתרחב מעבר למסלול של כוכב הלכת לפני שיתכווץ לגודלו הנוכחי (עדיין ענקי). במילים אחרות, הכוכב היה אמור לבלוע ולקרוע לגזרים כל כוכב לכת המקיף אותו בצמידות. ובכל זאת כוכב הלכת נותר במסלול יציב וכמעט מעגלי. הגילוי הזה, המסתמך על מדידות מדויקות באמצעות לוויין סקר כוכבי הלכת החולפים של נאס”א (TESS), מראה שייצור והרס כוכבי לכת הם ככל הנראה הרבה יותר מורכבים ובלתי צפויים ממה שחשבו רבים מהמדענים.

כאשר כוכבים כמו השמש שלנו מתקרבים לסוף חייהם, הם מתחילים לאזול את הדלק הגרעיני שלהם. הם הופכים לענקים אדומים, מתרחבים לגודלם המרבי. אם זה היה קורה במקרה הזה, הכוכב היה גדל החוצה ממרכזו ל-0.7 יחידות אסטרונומיות – כלומר, בערך שלושה רבעים מהמרחק מכדור הארץ לשמש. הוא היה בולע ומשמיד כל כוכבי לכת סמוכים בתהליך. אבל כוכב הלכת b, עולם גז גדול, נמצא במרחק של בערך 0.5 יחידות אסטרונומיות. מכיוון שכוכב הלכת לא יכול היה לשרוד בליעה, מארק הון, החוקר הראשי של המאמר האחרון על הגילוי, מציע שתי אפשרויות אחרות: הכוכב הלכת הוא למעשה ניצול של מיזוג בין שני כוכבים, או שזה כוכב לכת חדש – שנוצר משאריות שהותיר אחריו אותו מיזוג.

התרחיש הראשון מתחיל עם שני כוכבים בגודל דומה לשמש שלנו במסלול צמוד זה לזה, וכוכב הלכת מקיף את שניהם. אחד הכוכבים “מתפתח” קצת יותר מהר מהשני, עובר את השלב הענק האדום שלו, זורק את שכבותיו החיצוניות והופך לננס לבן – שריד זעיר אך מסיבי של כוכב. השני רק מגיע לשלב הענק האדום לפני שהשניים מתנגשים; מה שנשאר הוא הענק האדום שאנו רואים היום. אולם, מיזוג זה עוצר את ההתרחבות נוספת של הענק האדום, וחוסך מכוכב הלכת המקיף אותו הרס. בתרחיש השני, המיזוג האלים של שני הכוכבים דוחף החוצה שפע של אבק וגז, שיוצרים דיסקה סביב הענק האדום הנותר. דיסקה “פרוטו-פלנטרית” זו מספקת חומר גלם לכוכב לכת חדש להתלכד. זוהי סוג של חיים שניים מאוחרים עבור מערכת פלנטרית – למרות שהכוכב עדיין מתקרב לסופו.

כיצד יכולים אסטרונומים להסיק סדרה כאוטית של אירועים מהתצפיות הנוכחיות? הכל בא מהבנה טובה של פיזיקת כוכבים. TESS שחוקר כוכבי לכת גם יכול לשמש לצפייה ברעידות ורעשים על כוכבים רחוקים, ואלה עוקבים אחר דפוסים ידועים במהלך השלב הענק האדום. (מעקב אחר תנודות כאלה בכוכבים נקרא “אסטרוסייסמולוגיה”). צוות הגילוי מצא שדפוס התנודות של 8 Ursae Minoris תואם את אלה של ענקים אדומים בשלב מאוחר של שריפת הליום – ולא אחד שעדיין מתרחב תוך כדי שריפת מימן. אז זה לא שהכוכב עדיין גדל ועוד לא הגיע לכוכב הלכת. המשבר הגיע ועבר, אבל כוכב הלכת באופן מפתיע ממשיך להתקיים.

המאמר המתאר את הממצאים של TESS,‏ “A close-in giant planet escapes engulfment by its star”, פורסם בכתב העת Nature ביוני 2023 על ידי צוות מדע בינלאומי בהובלת האסטרונום מארק הון מאוניברסיטת הוואי.

• השאלות שמתעוררות בעקבות גילויין של מערכות שמש חדשות
• להתראות קפלר, שלום טס: טלסקופ חדש יקבל לידיו את השרביט בחיפוש כוכבי לכת
• משימות החלל של 2018: מהמשגר החזק בעולם ועד היורש של טלסקופ החלל קפלר
• שוגר טלסקופ החלל TESS – יחפש כוכבי לכת סלעיים במערכות שמש אחרות
• התגלה סופר כדור הארץ באיזור החיים של מערכת שמש קרובה