האם יש חיים בכוכב הלכת הקרוב ביותר, פרוקסימה קנטאורי b ?

כיום לא ניתן לקבוע, האם יתכנו חיים בכוכב הלכת החדש, בין השאר כיון שהוא סובב כוכב מסוג ננס אדום, דבר העלול להציב קשיים בפני התפתחות חיים. מצד שני, במאמר שפורסם לאחרונה מראים יוסף גיל ועמרי ונדל מהאוניברסיטה העברית כי הקשיים הנ”ל אינם מהווים בהכרח מכשול להתפתחות חיים

מזה שבועות מתרוצצות שמועות על גילוי עולם עם פוטנציאל לחיים המקיף את הכוכב הקרוב ביותר לשמש שלנו, פרוקסימה קנטאורי. זוהי בעצם שמש קטנה ואדומה (ננס אדום ) הנמצאת במרחק של כ 4 שנות אור מאיתנו. אתמול (24.8) פורסם בכתב העת היוקרתי נייצ’ר המאמר הרשמי המדווח על התגלית המרתקת. ראה גם הידען 25.8: “התגלה כוכב לכת ארצי סביב פרוקסימה קנטאורי, הכוכב הקרוב ביותר למערכת שמש“.

תגלית זו אינה בגדר הפתעה לאסטרונומים החוקרים כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, המכירים את גילויי כוכבי הלכת של השנים האחרונות, בעיקר על ידי טלסקופ החלל “קפלר”. לפני שנתיים פרסם עמרי ונדל מהאוניברסיטה העברית מחקר המבוסס על תצפיות קפלר, המעריך שכוכב הלכת הקרוב אלינו  עשוי להמצא במרחק של כ-10 שנות אור.

התגלית הנוכחית מבוססת על תצפיות שנעשו השנה במשך 54 לילות בעזרת הטלסקופ בקוטר 3.6 מ ומערכת HARPS של סוכנות החלל האירופית בצ’ילה ותצפיות נוספות מהשנים 2000-2014. תצפיות אלה אישרו את קיומו של כוכב לכת בעל מסה של פי 1-3 ממסת כדור הארץ, המקיף את פרוקסימה קנטאורי במחזוריות של 11.2 ימים. מכך נובע כי כוכב הלכת החדש, הנקרא פרוקסימה קנטאורי b, מרוחק כ-7.5 מליוני ק”מ מן השמש שלו, דבר הממקם אותו בתוך “איזור החיים” או האיזור הישיב (Habitable Zone) המאפשר קיום מים נוזלים על פניו (חשוב לציין שקיום מים נוזלים תלוי לא רק במרחק מהשמש אלא גם באטמוספירה של כוכב הלכת).
מטבע הדברים הגילוי גרם לגל של שמועות ודיונים ביחס לאפשרות לקיום חיים על פני כוכב הלכת החדש.  “כוכב לכת ישיב, סלעי סביב פרוקסימה קנטאורי יהיה המיקום הטבעי ביותר למקום חליפי עבור הציביליזציה שלנו לאחר שהשמש תמות, בעוד כחמשה מיליארדי שנים”, אומר אבי לייב ממרכז הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה ויועץ פרויקט פריצת הדרך Starshot, שהוכרז באפריל השנה ומציע לשלוח חלליות זעירות שינועו בכחמישית ממהירות האור למערכת אלפא קנטאורי.

ראו גם ראיון מלא עם פרופ’ לייב המתפרסם במקביל לכתבה זו: “המסע לפרוקסימה קנטאורי של האסטרופיזיקאי הישראלי”
אולם מהם הסיכויים שבכוכב הלכת השכן אכן קיימים חיים?

מרגש ככל שיהיה, הגילוי החדש אינו מאפשר לאסטרונומים לדעת האם פרוקסימה קנטאורי b הוא מארח טוב לחיים כפי שאנו מכירים. לעת עתה, מדענים אינם יודעים מספיק על כוכב הלכת כדי להעריך את התנאים על פניו. כאמור תנאים אלה תלויים בין השאר בסוג האטמוספרה שלו. אבל אפילו על סמך הנתונים הידועים כיום, לא סביר שמדובר בתאום לכדור הארץ. הסיבה העיקרית לכך היא השמש של כוכב הלכת החדש – כוכב מסוג ננס אדום, שתכונותיו שונות מאוד מתכונות השמש שלנו.
“כוכב הלכת עצמו נמצא באיזור החיים, אבל זה לא אומר שהוא ישיב, שיש עליו תנאי חיים כפי שאנו מכירים בכדור הארץ”, אומר ”Anglada-Escudé המחבר הראשי של מאמר התגלית . “שאלה זו מחייבת עבודה רבה”.
כאמור פרוקסימה קנטאורי הוא ננס אדום. משמעות הדבר שהוא עמום בהרבה מהשמש ופולט את רוב אורו בתחום האינפרה האדום. מסתו בערך 12 אחוזים מהמסה של השמש, ויש לו שדה מגנטי חזק פי 600 מן השמש. בנוסף הוא פולט קרינת רנטגן, בערך באותה כמות כמו השמש, אולם בשל קירבתו לשמש שלו פרוקסימה קנטאורי b סופג שטף קרינת רנטגן גבוה פי 400 מזה של כדור הארץ. כמו כן, בתחילת חייהם יש לננסים אדומים התפרצויות קרינת UV חזקות. במילים אחרות, כוכבי לכת של ננסים אדומים, הקרובים מספיק כדי להיות באזור החיים, זאת אומרת בעלי טמפרטורה המאפשרת מים נוזליים, עלולים להיות חשופים לעוצמות גבוהות של קרינה אנרגטית המסוכנת לחיים.

את הבעיות האלה מונה האסטרונום הגרמני ארטי האצס במאמר שפורסם אף הוא בכתב העת נייצ’ר. ההתפרצויות וקרינת הרנטגן עלולות לשחוק או לשנות את הרכב האטמוספירה, ולהשאיר את פני השטח חסרי מגן בפני קרינה קטלנית, אולם אין בכך כדי לשלול קיום חיים. “אם האטמוספירה דלילה, יותר קרינת UV תפגע בקרקע,” אומרת ליסה Kaltenegger מאוניברסיטת קורנל. “החיים על פני כוכב הלכת יאלצו לתפוס מחסה מתחת לפני הקרקע או מתחת למים, או להסתמך על מנגנון אחר כדי להגן על עצמם מפני הקרינה.”
בעיה פוטנציאלית נוספת לקיום חיים היא שכוכבי לכת הקרובים מאוד לשמש שלהם כמו פרוקסימה קנטאורי b נוטים להיות “נעולים (tidally locked) , זאת אומרת, מפנים תמיד את אותו הצד לשמש. הצד הפונה לשמש יהיה חם מאוד והצד השני – קר מאוד.

“לחיים בפרוקסימה קנטאורי b , אם הם אכן קיימים, היתה ככל הנראה התחלה קשה יותר מאשר לחיים על פני כדור הארץ,” אמרה Kaltenegger. “אבל זה בדיוק הסיבה שזה כל כך מרגש לחקור את העולמות האחרים האלה. הם פשוט קצת שונים, ולכן עשויים לחשוף במגוון מדהים של צורות חיים שאנחנו אפילו לא יכולים לדמיין”.

במאמר שהתפרסם לפני מספר חודשים בכתב העת International Journal of Astrobiology (ראה גם ב”הידען” ) הראו יוסף גיל ועמרי ונדל מהאוניברסיטה העברית בירושלים, כי אין מניעה להתפתחות חיים הדומים לאלה שהתפתחו בכדור הארץ על כוכבי לכת הסובבים ננסים אדומים, בניגוד למה שהיה מקובל לחשוב עד לפני מספר שנים. בפרט מראים גיל וונדל כי בכוכבי לכת כאלה יש תנאים מתאימים לפוטוסינתזה, הנחשבת לחיונית לקיום רוב צורות החיים על פני כדור הארץ.
לסיכום, למרות היותו של פרוקסימה קנטאורי b עולם שונה מאוד מכדור הארץ, ייתכן שהתפתחו על פניו חיים, ואולי אף חיים שאינם שונים מאוד מאלו שבכדור הארץ.

השותף הישראלי לתגלית – ד”ר אביב אופיר ממכון ויצמן

הערת העורך – הפסקה הבאה מבוססת על הודעה לעיתונות של מכון ויצמן:

בצוות המחקר הבין-לאומי שותף ד”ר אביב אופיר, מקבוצת המחקר של פרופ’ עודד אהרונסון במחלקה למדעי כדור-הארץ וכוכבי-הלכת במכון ויצמן למדע.

פרוקסימה קנטאורי הוא כוכב מסוג “ננס אדום”. קוטרו כשביעית מקוטר השמש, ובהירותו קטנה בהרבה מבהירותה (אור השמש חזק כמעט פי 600 מאורו). מדידות שביצעו המדענים הראו, כי סביב פרוקסימה קנטאורי סובב כוכב-לכת קטן, שמאסתו לפחות פי 1.3 ממאסת כדור-הארץ, והוא מקיף את השמש שלו מדי כ-11.2 ימים. כוכב-לכת זה קיבל את השם פרוקסימה קנטאורי b.

כוכב-הלכת שהתגלה נע במסלול קרוב מאוד לשמש שלו (כ-5% בלבד מהמרחק שבין כדור-הארץ לשמש), אך היות שהשמש שלו כל כך חיוורת, הטמפרטורה על-פני פרוקסימה קנטאורי b מאפשרת, ככל הנראה, את קיומם של מים נוזלים על-פניו. ד”ר אופיר אומר, שעל אף האפשרות הזאת, אין לנו בשלב זה יכולת לקבוע אם התנאים על-פני כוכב-הלכת מתאימים לחיים כפי שאנו מכירים אותם.

כוכב-הלכת התגלה באמצעות שיטה הקרויה “מהירות רדיאלית” (Radial velocity), שבה מודדים (באמצעות תופעת דופלר) את מהירות השמש בדיוק רב – כמטר אחד בשנייה (כ-4 קמ”ש). למעשה, הביטוי “כוכב-לכת הנע מסביב לשמש שלו” אינו מדויק, שכן למעשה, כוכב-הלכת והשמש נעים שניהם סביב מרכז הכובד המשותף של שניהם (שמִטֶבַע הדברים קרוב למרכז השמש). כאשר המדענים מבחינים בכך שהשמש (הכוכב) מאיצה את תנועתה כלפינו, באופן מחזורי, הם מסיקים שיש במערכת גוף נוסף המושך את השמש הלוך וחזור. במקרה של פרוקסימה קנטאורי b, מתברר שגוף נוסף זה הוא כוכב-לכת בעל מאסה קטנה.
גילוי כוכב-הלכת אשר נע סביב פרוקסימה קנטאורי (שלא התגלה במחקרים רבים שבוצעו ב-100 השנים הקודמות) התאפשר מכיוון שהתצפיות החדשות תוכננו במיוחד כך שיהיו רגישות ביותר לכוכב-לכת מסוג זה, שמדידות קודמות העלו רמזים לקיומו.

ד”ר אופיר, שהשתתף בהקמת צוות המחקר, ובמחקרים נוספים שנועדו לזיהוי ודאי של כוכב-הלכת הנע סביב פרוקסימה קנטאורי, מוסיף שלמעשה אין אפשרות לראות את פרוקסימה קנטאורי מישראל, שכן זהו כוכב דרומי מאוד, המצוי מתחת לקו האופק של ישראל כל ימות השנה.