הליום הוא היסוד השני הנפוץ ביותר ביקום. מאז שנת 2000 חזו מדענים שניתן יהיה לגלות כוכבי לכת המקיפים שמשות אחרות, שהאטמוספירה שלהם מכילה הליום. נדרשו 18 שנה עד שכוכב לכת כזה אכן התגלה
איור אמן של כוכב הלכת HAT-P-11b המוקף באטמוספירת הליום שמגיעה מהשמש שלו – ננס כתום – קטן יותר אך פעיל יותר מהשמש. איור: © Denis Bajram
על אף שהליום הוא מרכיב נדיר על כדור הארץ, הוא נמצא בכל מקום ביקום. אחרי המימן, הליום הוא המרכיב העיקרי של הכוכבים ושל כוכבי לכת ענקיים. למרות השפע, התגלה הליום רק לאחרונה באטמוספרה של ענק גזי על ידי צוות בינלאומי, בראשות אסטרונומים מאוניברסיטת ג’נבה (UNIGE), שבשוויץ. הצוות ציין בפירוט בפעם הראשונה כיצד גז הבורח מהאטמוספירה של כוכב הלכת גורם לו להיות מנופח יתר על המידה, כמו בלון הליום.
הליום הוא היסוד השני הנפוץ ביותר ביקום. מאז שנת 2000 חזו מדענים שניתן יהיה לגלות כוכבי לכת המקיפים שמשות אחרות, שהאטמוספירה שלהם מכילה הליום. נדרשו 18 שנה עד שכוכב לכת כזה אכן התגלה. היה קשה לצפות בו בשל החתימה הספקטרלית של ההליום, הנמצאת בתחום התת אדום, מחוץ לטווח המכשירים שבהם נעשה שימוש עד כה.
במהלך השנה האחרונה הודות לתצפית בטלסקופ החלל האבל שקשה היה לפרשו, חברי הצוות השייכים גם למרכז הלאומי לחקר כוכבי לכת, העלו רעיון להשתמש בטלסקופ שאליו מחובר ספקטרוגרף חדש – המכונה Carmenes.
ספקטרוגרף מפרק את אור הכוכב לצבעים המרכיבים אותו כמו קשת. הנתונים שמתקבלים מספקטרוגרף הם מדד המציין את מספר הצבעים שניתן לגלות. בעוד שהעין האנושית אינה יכולה להבחין בין גוונים תת-אדום ללא מצלמה מותאמת, העין האינפרה-אדומה של ‘האבל’ מסוגלת לזהות מאות צבעים. זה היה מספיק כדי לזהות את החתימה הספקטרלית של ההליום. מכשיר Carmenes, המותקן על טלסקופ 4 מטר במצפה של Calar Alto באנדלוסיה, ספרד, מסוגל לזהות יותר מ-100,000 צבעים תת אדומים.
רזולוציה ספקטרלית גבוהה זו אפשרה לצוות לבחון את המיקום והמהירות של אטומי הליום באטמוספירה העליונה של כוכב לכת בגודל של נפטון, גדול פי ארבעה מכדור הארץ. כוכב הלכת HAT-P-11b ממוקם בקבוצת הכוכבים ברבור, 124 שנות אור מאיתנו. הוא “נפטון חם” (550 מעלות צלזיוס), אך הוא קרוב לשמש שלו פי 20 יותר מאשר כדור הארץ. “חשדנו שהקרבה הזאת עם הכוכב יכולה להשפיע על האטמוספירה של כוכב הלכת הזה”, אומר רומן אלרט, סטודנט לתואר שלישי ב-UNIGE ומחבר ראשון של המחקר. “התצפיות החדשות כל כך מדויקות שרואים בהן כי האטמוספירה של כוכב הלכת מנופחת ללא ספק על ידי קרינת השמש שלה ונמלטת לחלל”, הוא מוסיף.
תצפיות אלה נתמכות על ידי סימולציה ממוחשבת שביצע צוות בראשות וינסנט בורייה, מחבר שותף של המחקר וחבר של הפרויקט האירופי FOUR ACES. הודות לסימולציה, ניתן לעקוב אחר מסלול אטומי ההליום: “הליום נע מצד המואר של כוכב הלכת לצד המוצל שלו במהירות של מעל 10,000 קמ”ש”, מסביר בורייה. “בגלל שזה גז כל כך קל, הוא בורח בקלות מהמשיכה של כוכב הלכת ויוצר ענן מורחב סביבו. הדבר נותן ל-HAT-P-11b צורה של בלון הליום מנופח.
ממצא זה פותח חלון חדש לבחינת התנאים האטמוספיריים הקיצוניים השוררים על כוכבי הלכת החמים ביותר. התצפיות של Carmenes מראות כי תצפיות מסוג זה, שעד כה חשבו שניתן לבצען רק מהחלל, יכולות להתבצע בדיוק רב יותר על ידי טלסקופים קרקעיים המצוידים בסוג נכון של מכשירים. “אלה זמנים מרגשים לחיפוש של חתימות אטמוספריות של כוכבי לכת”, אומר כריסטוף לוביס, מרצה בכיר ב-UNIGE ומחבר המחקר.
האסטרונומים של UNIGE היו מעורבים גם בתכנון ושימוש בשני ספקטרוגרפים אינפרא-אדומים חדשים ברזולוציה גבוהה, בדומה לכרמן. אחד מהם, הנקרא SPIRou, נמצא בהוואי, ואילו מחלקת האסטרונומיה של UNIGE עורכת את המבחנים הראשונים של ה-Infrared Planet Searcher (NIRPS), אשר יותקן בצ’ילה בסוף 2019. ” ההתקנה תגביר את העניין של הקהילה המדעית במכשירים אלה. מספרם ותפוצתם הגיאוגרפית יאפשרו לנו לכסות את כל השמים, בחיפוש אחר כוכבי לכת “, מסכם לוביס.
עוד בנושא באתר הידען:
