יותר מאלף הדמיות של היווצרות כוכבי לכת סלעיים, שהחלו מתנאי התחלה מגוונים ולא ממערכת שמש שנבנתה מראש, יצרו שוב ושוב עולמות דמויי כדור הארץ. החוקרים טוענים כי התוצאה עשויה להעיד שהיווצרות עולמות כאלה היא תוצר טבעי של הפיזיקה של דיסקות פרוטו־פלנטריות – אך התוצאות החדשות הוצגו עד כה בכנסים ולא פורסמו במאמר מלא שעבר ביקורת עמיתים.
האם עצם קיומו של כדור הארץ הוא תוצאה של שרשרת אירועים נדירה להפליא, או שעולמות מסוגו עשויים להיווצר באופן טבעי כאשר החומר סביב כוכב צעיר מתפתח על פי חוקי הפיזיקה? הדמיות מחשב חדשות של היווצרות מערכת השמש מציעות את האפשרות השנייה.
המדען הפלנטרי נאדר הגיגיפור ועמיתיו פיתחו מודלים שבהם לא מנסים מראש לשחזר את מערכת השמש כפי שהיא נראית כיום. במקום להניח היכן צריכים להימצא כדור הארץ, נוגה ומאדים, הם מתחילים ממגוון גדול של התפלגויות אפשריות של חומר בדיסקה שסביב השמש הצעירה, ומאפשרים לאינטראקציות הכבידתיות ולהתנגשויות בין הגופים לקבוע את התוצאה.
בכתבה המקורית, המבוססת על דברים שהציג הגיגיפור בכנס Origins 2026 בפריז, דווח כי הצוות הריץ יותר מאלף הדמיות של השלבים המאוחרים בהיווצרות כוכבי לכת סלעיים. תקציר כנס קודם של האגודה האמריקנית לאסטרונומיה אף קובע כי כמעט כל הסימולציות יצרו אנלוג לכדור הארץ.
מתחילים בלי לבנות את התוצאה מראש
מודלים של היווצרות כוכבי לכת השתכללו מאוד בשלושת העשורים האחרונים. אלא שלדברי הגיגיפור, רבות מהגישות הקודמות התחילו מתנאים שנבחרו במידה רבה מפני שכבר ידענו כיצד נראית מערכת השמש כיום.
הגישה החדשה מנסה לצמצם את ההטיה הזאת. החוקרים מתחילים מהתפלגויות שונות של פלנטסימלים – הגופים הקטנים שמהם נבנים כוכבי הלכת – ושל עוברים פלנטריים, ומשנים את כמות החומר ואת פיזורו בדיסקה הפרוטו־פלנטרית.
מרכיב מרכזי במודל הוא שהחומר המוצק בדיסקה אינו מפוזר בצורה חלקה ואחידה. במקום זאת קיימים אזורים עשירים יותר בחומר ואזורים מדולדלים. רעיון זה אינו חדש לחלוטין: מחקרים קודמים של הגיגיפור ועמיתיו כבר בדקו כיצד דיסקות לא־אחידות משפיעות על יצירת כוכבי לכת סלעיים ועל הקושי הידוע לשחזר את המסה הקטנה יחסית של מאדים. עבודה כזאת פורסמה כבר ב־2016 בכתב העת Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy.
כדור הארץ הופיע בלי שהוכנס למודל מראש
התוצאה המעניינת ביותר היא שעולם דמוי כדור הארץ נוצר שוב ושוב בקרבת מרחק של יחידה אסטרונומית אחת מהשמש – בקירוב המרחק הנוכחי בין כדור הארץ לשמש.
במילים אחרות, החוקרים לא אמרו למחשב "שים כאן כדור ארץ". הם נתנו למערכת להתפתח, ובחלק גדול מאוד מההרצות התקבל כוכב לכת סלעי באזור הזה. בתקציר של הגיגיפור וג'פרי סודול מ־2025 נכתב שכמעט כל הסימולציות של מערכת השמש יצרו אנלוג לכדור הארץ.
גם כוכבי הלכת השכנים הופיעו בחלק מן ההדמיות. לפי הגיגיפור, אנלוג לנוגה התקבל בכ־28% מן ההרצות ושמר על מסלול דומה, לעיתים בתוך האזור הישיב ולעיתים מעט מחוצה לו. גופים קטנים הדומים למאדים הופיעו שוב ושוב בקרבת האזור שבו מקיף מאדים את השמש כיום.
דווקא מאדים הוא מבחן חשוב למודלים של מערכת השמש: במשך שנים היה קשה להסביר מדוע הוא קטן כל כך בהשוואה לכדור הארץ ולנוגה. במודלים החדשים, אזורים מקומיים שבהם צפיפות החומר נמוכה יכולים לייצר באופן טבעי גוף קטן יחסית באזור מאדים.
שינוי קטן בהתחלה – מערכת שמש אחרת בסוף
אחת התוצאות הבולטות של ההדמיות היא הרגישות הרבה לתנאי ההתחלה. שינוי קטן בהתפלגות הראשונית של החומר יכול להוביל לאחר מיליוני שנות התפתחות למערכת פלנטרית שונה מאוד.
אין בכך סתירה לכך שכדור הארץ הופיע שוב ושוב. המשמעות היא שלא כל מערכת שמש אמורה להיראות כמו שלנו, אלא שתחת מגוון תנאים סבירים מסוימים, יצירת כוכב לכת סלעי דמוי כדור הארץ אינה דורשת בהכרח צירוף נסיבות יחיד ומדויק.
התקדמות בכוח המחשוב הפכה את המחקר הזה למעשי הרבה יותר. לדברי הגיגיפור, הדמיות שבעבר יכלו להימשך שישה עד שמונה חודשים ניתנות כיום להרצה בתוך שישה עד שמונה שבועות גם במחשבים מודרניים שאינם מחשבי־על.
מה המודלים אינם מוכיחים
המסקנה אינה שכדור הארץ, על כל תכונותיו, נפוץ ביקום. המודלים עוסקים בראש ובראשונה בהיווצרות כוכבי לכת סלעיים ובארכיטקטורה של מערכת פלנטרית.
כוכב לכת שמסתו ומרחקו מהכוכב דומים לאלה של כדור הארץ עדיין עשוי להיות שונה מאוד ממנו בהרכבו, בכמות המים, באטמוספרה, באקלים ובהיסטוריה הגאולוגית שלו. מכאן גם שאין להסיק מן ההדמיות שחיים נפוצים.
הגיגיפור עצמו קושר את העבודה לחיפוש אחר חיים מחוץ למערכת השמש בזהירות רבה יותר: אם נבין טוב יותר אילו תהליכים יוצרים כוכבי לכת דמויי ארץ ואילו תנאים מאפשרים להם להפוך לישיבים, אפשר יהיה לבחור בצורה מושכלת יותר מטרות לתצפיות עתידיות. המקור שעליו התבסס התרגום מצטט אותו באומרו שאין סיבה הכרחית לראות בכדור הארץ "מקרה מקרי", אך גם שהיכולת לזהות חיים במערכות אחרות עדיין מוגבלת מאוד.
הערת זהירות: התוצאות החדשות עדיין בשלב הכנסים
חשוב להדגיש כי הנתונים החדשים – ובהם יותר מאלף ההדמיות, הופעת אנלוג לכדור הארץ כמעט בכל ההרצות והנתון של כ־28% לגבי נוגה – מופיעים לפי שעה בתקצירי כנסים ובהצגות מדעיות. לא אותר מאמר מלא שעבר ביקורת עמיתים ובו מוצגות ומנותחות במלואן תוצאות אלה.
יש בסיס מחקרי שעבר ביקורת עמיתים לגישה של דיסקות פרוטו־פלנטריות בעלות התפלגות חומר לא־אחידה, אבל אין לבלבל בין הבסיס הזה לבין האימות של התוצאות המספריות החדשות.
האם ההדמיות מוכיחות שכדור הארץ אינו נדיר?
לא. הן מראות שבתוך משפחת המודלים שנבדקה, יצירת אנלוג לכדור הארץ יכולה להיות תוצאה טבעית ולא תוצאה שהוכנסה מראש לתנאי ההתחלה.
מה מיוחד במודל החדש?
הוא אינו מתחיל ממערכת השמש המוכרת לנו. החוקרים משנים את פיזור הפלנטסימלים והעוברים הפלנטריים ומאפשרים לחוקי הפיזיקה לקבוע את מבנה המערכת הסופית.
מדוע חשוב שהדיסקה אינה אחידה?
אזורים עשירים ודלים בחומר משנים את קצב גידול כוכבי הלכת ואת המסות הסופיות שלהם. בין היתר, אזור מדולדל יכול לסייע להסביר מדוע מאדים קטן בהרבה מכדור הארץ.
האם מכאן נובע שחיים דמויי־ארץ נפוצים?
לא. היווצרות כוכב לכת סלעי במרחק מתאים היא רק אחד התנאים. אטמוספרה, מים, הרכב כימי, יציבות אקלימית ותהליכים ביולוגיים הם שאלות נפרדות.
עוד בנושא באתר הידען
- קורות החיים הסוערים של מערכת השמש
- מערכת שמש נולדת: התגלו חלוקי אבן יוצרי כוכבי לכת סביב שני כוכבים צעירים
- צ'אופס מגלה מערכת כוכבי לכת "מבפנים החוצה" שמאתגרת את תיאוריות ההיווצרות
- התגלתה מערכת של שבעה כוכבי לכת דמויי ארץ, שלושה מהם באזור הישיב
- התגלה כוכב לכת נסתר: תקווה חדשה למציאת חיים חוצניים?
לפרסום המקורי: פתיחת הפרסום המקורי
