אטמוספירות של סופר כדורי ארץ

מכיוון שהם מאסיביים פי 10 מכדור הארץ יתכן שסופר-כדורי ארץ שנתגלו מכילים מים באטמוספירה בכמות גדולה יותר מאיתנו ויכולים לקיים חיים במרחק רב יותר מהשמש שלהם

אנו עומדים על סיפו של העידן הבא של גילוי כוכבי לכת. מאות כוכבי לכת מאסיביים דמויי צדק התגלו עד כה, אך כעת האסטרונומים מתחילים לגלות כוכבי לכת קטנים ומוכרים יותר. כוכבי לכת במסה של כדור הארץ עדיין נמצאים מחוץ להשג ידיה של הטכנולוגיה הנוכחית, אך כוכבי לכת מסוג חדש – סופר כדורי הארץ מתחילים להתגלות, ורבים מהם מאותרים בסיוע משולב של טלסקופים קרקעיים וחלליים. יתכן כי המחקר המעניין ביותר יהיה חקר האטמוספירות של כוכבי לכת אלה.

סופר-כדורי ארץ יכולים להגיע עד מסה של פי 10 מזו של כדור הארץ, אך מכיוון שהם מכילים פני שטח מוצקים ועשויים גם להכין מים נוזליים יתכן שהם ניתנים ליישוב. מצגת של אליזה מילר-ריקי מאוניבריסיטת הארווארד במפגש ה-213 של האגודה האסטרונומית האמריקנית, דנה בתחזית כיצד תיראה אטמוספירה של סופר כדורי-ארץ. אף כי הנושא מעניין מהבחינה המדעית – הרכב הגזים, העדות לקיומה של טקטוניקת לוחות ועוביה או דלילותה של האטמוספירה, השאלה המעניינת ביותר תהיה האם כוכבי לכת מסוג זה יוכלו לתמוך בחיים.

כדי שיתפתחו חיים מהסוג המוכר לנו, צריכים כוכבי הלכת להכיל מים נוזליים על פני השטח שלהם וטווח טמפרטורות סביר – כלומר הם נדרשים להיות באיזור החיים של הכוכב האם שלהם. כפי שאנו רואים במערכת השמש שלנו, האטמוספירה של כוכב לכת מסייעת לווסת את הטמפרטורה שלו. לנוגה אטמוספירה עבה והוא חם מספיק כדי להתיך עופרת, בעוד לכדור הארץ מידות חום מתונות, ומים על פני השטח. למאדים יש אטמוספירה דקה והוא די קר. ישנה חשיבות לא רק לעובי האטמוספירה ולדחיסותה. חשוב גם שיכילו דו תחמוצת הפחמן, מים וכו’.

כוכבים מאסיביים כמו צדק, מורכבים בעיקר ממימן. כוכבי לכת קטנים וקלים יותר כמו כדור הארץ אינם יכולים להחזיק את המימן והוא ברח לחלל במהלך ההסטוריה המוקדמת של כוכב הלכת. ואולם יתכן שסופר כדורי ארץ עדיין מצליחים לשמור על חלק מהמימן. במקום אטמוספירה דלה במימן כמו בכדור הארץ, יתכן שיש להם אטמוספירה המכילה כמויות גדולות מאוד של מים. מים הם גז חממה רב עוצמה – כמויות זניחות של מים באטמוספירה של כדור הארץ אחראיות ל-60% מאפקט (תוצא) החממה, כך שהם שומרים על כדור הארץ חם ומאפשר חיים.

עורך יוניברס טודיי, פרייזר קיין שאל את מילר-ריקי אודות ההשפעה של כמות גדולה של מימן באטמוספירה על כוכב הלכת מסוג סופר כדור-ארץ. אדי מים הם כאמור גז חממה ומסייעים לעצב את מידת החום של כוכב הלכת. “כמות המימן באטמוספירה על סופר כדור-ארץ עשויה להשפיע על איזור החיים (כלומר שיתכנו חיים במרחק גדול יותר מהשמש מיכלו להיווצר על כוכב לכת קטן). זו שאלה חשובה, וזה מה שאנחנו מחכים לגלות.”

החלליות הנוכחיות מאתרות את סופר כדורי-הארץ תוך שימוש בשיטת המעבר, שבה כוכב הלכת מעמעם את האור מהכוכב האם כאשר הוא חולף לפניו. באמצעות הפחתת החתימה הכימית כאשר כוכב הלכת חולף מאחורי הכוכב יכולים האסטרונומים לקבוע את הרכב האטמוספירה שלו.

מציאת סופר כדורי-ארץ מוגבלת בטכנולוגית הטלסקופים הנוכחית. ואולם מכשירים חדשים עומדים להיות משוגרים בקרוב. טלסקופ החלל קפלר שישוגר באפריל 2009 יוכל לגלות הרבה יותר סופר-כדורי ארץ מאשר אלו שכבר נמצאו. ואולם הדור הבא של טלסקופי החלל הגדולים כגון טלסקופ ג’יימס ווב של נאס”א יאפשרו לאסטרונומים לצלם את האטמוספרות של כוכבי לכת אלה ישירות.

לידיעה ביוניברס טודיי

עוד באתר הידען מכנס האגודה האסטרונומית האמריקנית ה-213, ינואר 2008, לונג ביץ’ קליפורניה:

• כוכבי לכת עשויים להיווצר גם סביב כוכבים כפולים
• החורים השחורים נוצרו לפני הגלקסיות
• כוכב הניוטרונים WR 104 לא יהרוג אותנו
• קרינת הרקע הקוסמית חזקה פי 6 מהצפוי
  
• שביל החלב מאסיבי יותר ועלול להתנגש באנדרומדה