חוקרים מאוניברסיטת אוקלנד שבניו זילנד אומרים כי פיתחו שיטה חדשה לגילוי כוכבי לכת דמויי כדור הארץ וכי הם מעריכים כי מספרם של כוכבי לכת אלו עשוי להגיע ל-100 מיליארד
האסטרטגיה שהם השתמשו בה מכונה מיקרו עדשות כבידה, שעליה מבוסס טלסקופ משותף ליפן ולניו זילנד המכונה MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) בהר ג’ון שבניו זילנד. עבודתם פורסמה בכתב העת של האגודה האסטרונומית המלכותית.
הקבוצה בראשות ד”ר פיל יוק מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת אוקלנד מסביר כי העבודה תדרוש שילוב של נתונים מתצפיות מיקרו עדשת כבידה ושל טלסקופ החלל קפלר של נאס”א.
“קפלר גילה כוכבי לכת בגודל של כדור הארץ אך רק כאלו הנמצאים בקרבה גדולה מאוד לכוכב האם שלהם, וההערכה היא שקיימים כ-17 מיליארד כוכבי לכת כאלה בשביל החלב. כוכבי לכת אלו חמים יותר מכדור הארץ, אף כי בכמה מהם יכולות להיות מידות חום דומות לכדור הארץ ולפיכך הם גם עשויים להכיל חיים, אם הם מקיפים במקרה כוכב קר מהסוג המכונה ‘ננס אדום’.”
“הרעיון שלנו הוא למדוד את מספר כוכבי הלכת בעלי מסה דומה לכדור הארץ המקיפים כוכבים עד למרחק כפול מהמרחק בין כדור הארץ לשמש. כוכבי הלכת הללו יהיו קרים יותר מאשר כדור הארץ. באמצעות התאמה בין נתוני קפלר ו-MOA נוכל לקבל הערכה טובה למספר כוכבי הלכת דמויי כדור הארץ הניתנים ליישוב בגלקסיה שלנו. אנו מעריכים כי המספר יהיה בסדר גודל של 100 מיליארד. כמובן שתהיה עדיין דרך ארוכה מספירת כוכבי לכת אלה למציאת כוכבי לכת הניתנים לחיים בפועל, אך זה צעד בדרך הנכונה” אמר.
כוכב הלכת הראשון המקיף שמש ודומה לכדור הארץ התגלה רק בשנת 1995 למרות מאמצים אדירים של אסטרונומים. ד”ר יוק מסביר כי עובדה זו משקפת את הקושי בגילוי מרחוק של עצמים לא מאירים כדוגמת כדור הארץ המקיפים עצם בוהק כמו השמש. כוכב הלכת אובד בזוהר הכוכב, ולפיכך נדרשו שיטות לא ישירות לגילוי כוכבי לכת אלו.
בעוד קפלר מודד את אובדן האור מהכוכב כאשר כוכב הלכת מקיף אותו ועובר בינינו לבין הכוכב, שיטת מיקרו עדשת הכבידה מודדת את הסטת האור מכוכב מרוחק החולף בדרך של האור מהמערכת המרוחקת לכדור הארץ – תופעה שנחזתה בידי איינשטיין ב-1936.
בשנים האחרונות שימשה השיטה לגילוי כמה כוכבי לכת בגודל של רהב (נפטון) וצדק. ד”ר יוק ועמיתיו הציעו דרך חדשה לשימוש בשיטת מיקרו עדשות כבידה לגילוי ההסטה הזעירה שנוצרת בידי כוכב לכת בגודל של כדור הארץ. סימולציות שביצעו אנשי הקבוצה בתגבור חוקרים מצרפת – הראו כי כוכבי לכת דמויי כדור הארץ ניתנים לגילוי בקלות יותר אם תיבנה רשת עולמית של טלסקופים רובוטיים בגודל בינוני שיעקבו אחריהם בו זמנית.
בדרך המקרה, מוקמת רשת כזו של טלסקופים בקוטר של 1-2 מטרים Las Cumbres Observatory Global Telescope Network (LCOGT) בשיתוף עם /St Andrews (Scottish Universities Physics Alliance) הכוללת שלושה טלסקופים בצ’ילה, שלושה בדרום אפריקה, שלושה באוסטרליה, טלסקופ אחד בהוואי ואחד בטקסס. הרשת תשמש למחקר אירועי מיקרו עדשות כבידה בצירוף עם הטלסקופ של אוניברסיטת ג’ון מורס בליברפול השוכן באיים הקנאריים.
הצפי הוא שהנתונים מהטלסקופים הללו יתגברו את המדידות בטלסקופ הקיים של MOA בהר ג’ון, וטלסקופים נוספים בצ’ילה ובטסמניה.
המאמר פורסם ברשומות החודשיות של האגודה האסטרונומית המלכותית.
The article will be published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (DOI 10.1093/mnras/stt318.)
15 תגובות
התגובה הארוכה של אריק ל היא הנכונה ביותר שקראתי מתוך הידוע לנו מסרטי נשיונל גאוגרפיק.
לדעתי היו צריכים באמת לסבך את הקריטריון לדמוי ארץ ולהכיל דברים כגון: ויש לו פעילות געשית עצמאית ברמה בינונית, דבר המאפשר יצירת אטמוספירה קבועה, ובנוסף שדה מגנטי, המגן נגד קרינת שמש. אם ניתן למדוד מרחוק כאלה פרמטרים. נראה לי שלא ניתן כי אחרת היו מודדים. בשיטה המוצעת למעלה, מאדים גם כן דמוי ארץ. כלומר מתוך אלה נדרשת סריקה שניה שתפעיל קריטריון יותר דמוי ארץ.
אתם משןעמים…. מיעל -,_
אבי, אין ספק שמה שתיארת זוהי הכוונה שלהם “בדמויי כדוה”א” – במאמר עצמו כתוב שמה שאפיין את הקושי במציאת הכוכבים הללו הוא העובדה שהם לא בוהקים.
ועדיין 100 מילארד מהסוג הזה של הכוכבים זה מאד מעודד שכן ההסתברות שבינהם יהיו כמה שמכילים חיים הוא סביר
אריק ל,
השאלה כאן היא למה מתכוונים כשאומרים “דמויי כדוה”א”…
לפי מידע שקראתי באתרים אחרים נראה לי שהכוונה היא לא לכוכבי לכת נושאי חיים עליהם, אלא לכוכבי לכת בקטגוריה של כדור הארץ – ארציים, בניגוד למשל לענקי גז, או “סופר ארציים”. בקטגוריה הזאת נכללים גם מאדים וגם נוגה.
לכן כאשר הם מעריכים 100 מיליארד כוכבי לכת, הם כוללים כוכבים דמויי נוגה, ארץ, מאדים ושאר וריאציות אפשריות.השאלה היא באיזה מונח אנגלי הם השתמשו במאמר המקורי.
בקשר להתפתחות צורות חיים, אנחנו לא בדיוק יודעים מהו המנגנון העיקרי שאחראי להתפתחות מגוון צורות חיים גדול, ולמה בתקופות מסויימות יש התפוצצות של צורות חיים חדשות, או הכחדות מסיביות…
בנוסף לכך, כאשר מדברים על קיום חיים, אנחנו גם מחפשים אחר צורות חיים פשוטות כמו חד תאיים, ולא רק מפותחות כמו אדם.לכן גם כוכב לכת עם סביבה סטטית ובטוחה מהווה נקודת עניין מבחינת חיפוש חיים.
אתה גם הזכרת שחיים כאלו יהיו בסכנת הכחדה מקטסטרופה כלשהיא, אך אם יהיו קטסטרופות בסביבה שכזאת, אז כבר לא ניתן להתייחס לסביבה כ”סטטית ובטוחה”, ואז הקטסטרופות יכולות לגרום לשינויים האבולוציוניים שישפרו את המינים.
GUY
הגאות והשפל בודאי השפיעו על החיים על כדור הארץ. אבל זה לא אומר כלום על כוכבים אחרים. אין לאף אחד מושג מה ההשפעה של גאות ושפל על התפתחות החיים, בהשוואה להתפתחות ללא גאות ושפל.
היי
לכדור הארץ יש מה שאין לאף כוכב לכת – כד כמה שידוע לי , וזה לווין במסה של שישית = הירח . עד כמה שידוע לי , כ”א חריג ביותר בגלל זה , וקראתי גם תיאוריה שהגאות והשפל שגורם הירח הם שהביאו ליציאת החיים מהמיים ליבשה . נראה לי מעניין לבדוק את זה .
נאס”א , נא תוצאות הבדיקה בכתב באתר הידען עד שבוע הבא , תודה 🙂
אריק ל
הבנתי מה שאתה אומר. הגיוני.
סליחה תיקון קל – למעשה גם הירח, שיחסית לגודלו של מאדים די קרוב לגודלו של כדור הארץ, וגם המיני כוכב לכת סיריס, ממוקמים באזור הזהב, מה שאומר ש-80% מכוכבי הלכת / ירחים הממוקמים באזור הזהב במערכת השמש שלנו הם חסרי חיים וחסרי תנאים לקיום חיים.
ניסים, אני נוטה להסכים איתך. בקשר לאבל הראשון שלך, הכוונה היתה שבמקור כדור הארץ לא היה במצב הנוכחי שלו – מים זורמים, אטמוספירה עם טמפרטורה נוחה לתהליכי כימיה אורגנית, וכד’. לפי המודל המשוער כיום, כדור הארץ היה במשך מאות מליוני שנה עם אטמוספירה שונה לחלוטין וטמפרטורה שונה לחלוטין למה שאנחנו מבינים כיום כסביבה מתאימה לחיים. רצה הגורל ומתוך שלושת הפלנטות שממקומות ב”אזור הזהב” כפי שמוגדר על-ידי מדענים – נגה, כדור הארץ ומאדים – רק בכדור הארץ קיימים כיום חיים, ורק הוא מוגדר כפלנטה מסבירת פנים לחיים. בזמנו קראתי שאם נגה לא היה עובר את תהליך החממה שעבר עקב פעילות וולקנית מרובה בעברו, הטמפרטורה עליו (פונקציה של מרחק מהשמש + החזר קרינת השמש) היתה אמורה להיות בערך 4-5 מעלות יותר מכדור הארץ. ואילו אם למאדים היה שדה מגנטי שהיה מונע את שחיקת האטמוספירה שלו על-ידי רוח סולארית, הוא היה אמור להיות “רק” 10-15 מעלות קר יותר מכדור הארץ. כלומר, במצב הזה, גם אם נניח שלא היו מתפתחים חיים על כוכבי לכת אלו בגלל איזושהי ייחודיות של כדור הארץ, עדיין יכולנו למצוא את עצמנו עם 3 כוכבי לכת שלפחות תומכים בקיום חיים. כלומר, מיקום באזור הזהב, מאסה נכונה (המאסה של נגה היא 0.9 מזו של כדור הארץ) לאו דווקא מבטיח קיום חיים או קיום של תנאים נוחים לחיים כפי שאנחנו מכירים אותם בכדור הארץ.
הנה, מערכת השמש שלנו כדוגמה, 66% מכלל כוכבי הלכת שקיימים באזור הזהב ועם מאסה קרובה מאוד לזו של כדור הארץ, הם שממות קפואות או לוהטות חסרות חיים או תנאים המאפשרים קיום חיים כפי שאנחנו מכירים אותם.
אריק ל
אני מסכים אם מה שאתה אומר, אבל תמיד יש אבל….שניים אפילו
הראשון פשוט – אתה אמרת שבהתחלה התנאים על כדור הארץ לא התאימו לקיום חיים. אבל, ייתכן שהם מאוד התאימו להווצרות חיים. זו דעה לא מבוססת, אבל אנחנו יודעים שהחיים התחילו כשכדור הארץ היה בן מיליארד שנה. אולי חייבים תנאים כאלה לתחילת חיים?
השני מורכב יותר. אני מאמין שאחד התנאים להצלחת תהליך אבולוציה היא דווקא השתנות מתמדת בתנאים. מתמדת – אבל בקצב נכון.
אני חושב כך משתי סיבות. הראשונה רציונלית לגמרי: ללא השתנות תנאי הסביבה עלולים להתפתח יצורים שהם “מקסימום מקומי”. Sewell Wright כתב על “נוף כשירות” שיש בו הרים ועמקים. אם הסביבה תהיה סטטית אז החיים יגיעו לפסגה כלשהו של הנוף וישארו שם. לא יתפתחו הרבה מינים וכל קטסטרופה עלולה להחריב את כל צורות החיים. שינויים בסביבה יכולים לשפר את צורות החיים, בדומה לתהליך שנקרא annealing (הקשאה והרפייה). הסיבה השנייה היא אמפירית – אנחנו יודעים שהיו תקופות של זינוק במספר המינים ותקופות של שינויים איטיים. אני מאמין שתקופות אלה תואמות לשינויים (בקצב המתאים) בתנאי הסביבה.
ניסים, הכוונה היתה שכוכב הלכת שלנו במקור לא התאים לקיום חיים, וגם היום נשאר כזה בעיקר בזכות היותו פעיל גאולוגית אבל לא יותר מידי.
למשל נגה, אמור היה לאפשר קיום חיים בדומה לכדור הארץ. אך עקב פעילות גאולוגית רבה מידי, התמלא בגזי חממה, שיצרו שם טמפרטורה בלתי אפשרית לקיום חיים.
מאדים, לעומת זאת, הוא דוגמה לכוכב לכת שעקב חוסר פעילות גיאולוגית השדה המגנטי שלו חדל מלהתקיים, וכך יכלה רוח השמש לשחוק את האטמוספירה שלו ולהוריד את הטמפרטורה שלו למצב שלו כיום.
כדור הארץ, לעומת זאת, במצב יחודי. מצד אחד, הוא חשוף מאוד להשפעות מהשמש בדומה לנגה ובדומה למאדים ולכן יכל בקלות להגיע למצב דומה לשני כוכבי לכת אלו.
מצד שני, כל פעילותו הגיאולוגית, או המנוע הפנימי שלו, תלוי אך ורק בו – כלומר לא מונע על-ידי מנוע חיצוני כלשהו, ולכן בקלות יכול להפסיק לפעול או לפעול יתר על המידה.
בנוסף, החיים עצמם ככל הנראה שינו את כדור הארץ למצב שבו הוא נמצא כיום – אם מבחינת ריכוז מלחים באוקיינוסים (שהיה אמור להיות גבוה הרבה יותר), ואם מבחינת ריכוז החמצן וגזי החממה. על כן, הכימיה הייחודית של החיים שימרה את כוכב הלכת שלנו כמתאים לחיים לא פחות מהמנוע הפנימי שלו. היה והמנוע הפנימי יגרום להרס רב מידי לחיים, ומנגנון שימור זה יהרס איתו.
זאת לעומת חיים שיכול להיות שקיימים בירח אירופה. במודל כזה, אין שום תלות בכוכב, תחת קליפת קרח של עשרות קילומטרים במינוס 200 מעלות שום קרינה לא משפיעה על חיים שהתפתחו שם. בנוסף, האוקיינוס העצום שם (פי 2-3 מנפח האוקיינוסים בכדוה”א) נשאר חם כתוצאה מאינטרקציית כבידה עם צדק, ולא כתוצאה של פעילות גיאולוגית פנימית שעלולה להיות לא יציבה.
בנוסף, חיים שם ככל הנראה יהיו הרבה יותר עמידים מפני הכחדות המוניות כדוגמת הדינוזאורים, שנגרמו עקב מטאורים.
ככה שלמרות שעל פניו, אזור במערכת השמש בו ממוקם אירופה נראה בלתי סביר בעליל לקיום חיים, יש אפשרות שביקום, מקומות אלה הרבה יותר נפוצים עם חיים עליהם מאשר כדור הארץ שכביכול ממוקם ב”אזור הזהב” של השמש שלנו, אך בקלות יכל למצוא את עצמו עם גורל כשל מאדים או נגה.
אסף
מה שאריק ל אומר, בין היתר, שייתכן ויש כוכב כזה במערכת השמש שלנו. הסיכויים למצוא עדויות לחיים במרחקים עצומים הוא קטן. הוא לא אפס כי אכן יש שיטות לגלות חיים מרחוק.
דיבורים דיבורים… קודם שימצאו לפחות כוכב אחד הראוי לישוב, בנתיים כולם מציגים מספרים יפים ללא עדויות בשטח.
נ.ב למה אני צריך למלא את השדה של הדואר ואתר הבית כדי לפרסם תגובה?
אריק ל
אני לא משוכנע שאתה צודק. יש חיים כדור הארץ החל מסביבות מיליארד שנה מהיווצרות הכוכב. החיים נמשכים כבר 3.5 מיליארד שנה וכנראה ימשכו עוד תקופה דומה לפחות.
דווקא השינוייים בתנאי המחייה אצלינו הם אלה שהביאו לאבולוציה מהירה. תנאים סטטיים פחות טובים להתפתחות – יש סכנה גדולה יותר ל”מקסימום מקומי”.
כמובן שיכול להיות שאתה צודק….
ההגדרה של איפה ניתן לקיים חיים היא מאוד, מאוד בעייתית.
למעשה כדור הארץ בצורה הייחודית שלו, כנראה הרבה יותר נדיר משאר כוכבי הלכת המכילים חיים ביקום.
כדור הארץ במקור היה מקום מאוד לא מסביר פנים עבור החיים כפי שאנחנו מכירים אותם כיום. בנוסף, העובדה שגם היום, במשך מיליארדי שנים, הוא נשאר מסביר פנים לחיים, היא עובדה לא ברורה מאליו בכלל. על כן אני לא יודע כיצד ניתן להעריך שכוכבים דמויי כדור ארץ הם נפוצים כל-כך בגלקסיה שלנו. מספיק שכדור הארץ יחדול להיות פעיל גאולוגית, וגורלנו יהיה דומה לגורל מאדים בשל הרס האטמוספירה על-ידי רוח השמש.
ומספיק שהיתה יותר פעילות געשית על כדור הארץ, וגורלנו היה כשל נגה.
אני חושב שדווקא מודל דומה למה שכנראה קורה כרגע בירח אירופה, הוא הרבה יותר סביר: ירח גדול שמקיף ענק גז, הרבה פחות רגיש לשינויים אטמוספיריים בגלל המרחק הרב מהכוכב שלו, ומצופה כולו בקרח קשה כגרניט, כאשר מתחת לקרח אוקיינוס בעומק מאות קילומטרים שנשאר חם עקב אינטרקציה של השדה המגנטי של ענק הגז עם ליבת המתכת של הירח.
חיים בירח כזה, יהיו הרבה יותר עמידים לשינויים, לאסטרואידים, ולקרינה מאשר חיים בכוכב לכת כמו כדור הארץ.