כוכב לכת בגודל של כדור הארץ באזור החיים הסתתר בנתוני ‘קפלר’

מכיוון שהכוכב שהוא מקיף קטן בהרבה מהשמש שלנו, הוא מקבל רק כ-75% מהאנרגיה אבל זה עדיין עשוי להספיק לתמוך בחיים כפי שאנו מכירים אותם

ניתוח חוזר של נתונים מטלסקופ החלל ‘קפלר’ של נאס”א חשף כוכב לכת בגודל של כדור הארץ מקיף את כוכבו באזור החיים, האזור שבו כוכב לכת סלעי עשוי לשמר מים במצב נוזלי

צוות מדענים בין-לאומי שניתח נתוני ארכיון של תגליות טלסקופ החלל ‘קפלר’, גילה כוכב לכת בגודל כדור הארץ, המקיף את השמש שלו באזור החיים, האיזור שבו כוכב לכת סלעי עשוי לשמר מים במצב נוזלי, תכונה שהיא כידוע אחת הדרישות העיקריות לקיום חיים.

מדענים גילו את כוכב הלכת הזה, שנקרא Kepler-1649c, כאשר התבוננו בתצפיות ישנות מ’קפלר’, שהסוכנות פרסמה בשנת 2018. בעוד חיפושים קודמים באמצעות אלגוריתמים ממוחשבים לא זיהו את כוכב הלכת. חוקרים שסקרו את נתוני ‘קפלר’ התבוננו שנית בחתימת האור של הכוכב וזיהו בה את העדויות לקיומו של כוכב לכת. מבין כל כוכבי הלכת שמצא ‘קפלר’, כוכב הלכת הזה – שנמצא 300 שנות אור מכדור הארץ (קרוב יחסית אלינו) הוא הדומה ביותר לכדור הארץ בגודלו ובטמפרטורה המשוערת שעל פניו.

כוכב לכת חדש זה שנחשף גדול פי 1.06 מכוכב הלכת שלנו אבל כמות האור שהוא מקבל מהשמש שלו היא כ-75% מכמות האור שכדור הארץ מקבל מהשמש שלנו. זאת מכיוון שהוא מקיף כוכב מסוג ננס אדום. כוכבים אלה ידועים בשל התלקחויות כוכבים שעלולות להפוך את סביבת כוכב הלכת עויינת לחיים.

תומאס זורבוצן, מנהל מנהלת המדע של נאס”א בוושינגטון, אמר כי “העולם המסקרן והמרוחק הזה נותן לנו תקווה גדולה עוד יותר שכדור ארץ שני נמצא בין הכוכבים ומחכה לגילויו. הנתונים שנאספו על ידי משימות כמו ‘קפלר’ ויורשו ‘TESS’ ימשיכו להניב תגליות מדהימות מכיוון שקהילת המדע משפרת את יכולות החיפוש אחר כוכבי לכת מבטיחים שנה אחר שנה.”

עדיין לא ידוע הרבה על Kepler-1649c, כך לדוגמה אין נתונים על אודות הרכב האטמוספירה שלו, דבר שעשוי להשפיע אף הוא על טמפרטורת כוכב הלכת. גם לחישובים הנוכחיים של גודל כוכב הלכת יש סטיית תקן משמעותית, וכך גם כל הערכים האסטרונומיים האחרים כאשר בוחנים עצמים כה רחוקים. אך על סמך מה שידוע, Kepler-1649c מסקרן במיוחד מדענים המחפשים כוכבי לכת ראויים למגורים.

ישנם כוכבי לכת נוספים שמשערים שהם דומים בגודלם לכדור הארץ, למשל TRAPPIST-1f, ועל פי כמה חישובים גם Teegarden c. אחרים עשויים להיות דומים יותר לכדור הארץ בטמפרטורה, כגון TRAPPIST-1d ו – TOI 700d. אך אין עוד כוכב לכת שנחשב דומה יותר לכדור הארץ בשני הערכים הללו ואשר גם נמצא באזור החיים במערכת שלו.

אנדרו ונדרבורג מאוניברסיטת טקסס, המחבר הראשון של המאמר שפורסם בכתב העת The Astrophysical Journal Letters . “אם לא היינו בודקים את עבודת האלגוריתם בצורה ידנית, היינו מפספסים את התגלית.”

Kepler-1649c מקיף את הננס האדום כל כך קרוב עד ששנה שלו שווה ל-19.5 ימי כדור הארץ בלבד. באותה מערכת ישנו כוכב לכת סלעי נוסף בערך באותו גודל, אך הוא מקיף את הכוכב בכמחצית המרחק של קפלר – 1649c, בדומה לאופן שבו נוגה מקיף את השמש שלנו בכמחצית המרחק של כדור הארץ. ננסים אדומים הם אחד מסוגי הכוכבים הנפוצים ביותר בגלקסיה, כלומר כוכבי לכת כמו זה יכולים להיות נפוצים הרבה יותר מכפי שחשבנו בעבר.

מחפשים תוצאות חיוביות

‘קפלר’ חיפש כוכבי לכת בשיטת המעבר כאשר צפה בכוכבים באיזור אחד בשמים וחיפש נפילות בבהירות שלהם כאשר כוכבי הלכת עברו ביניהם לבין כדור הארץ.

לרוב, השינויים בעוצמת האור נובעים מתופעות שאינן כוכבי לכת – החל בשינויים טבעיים בבהירות הכוכב ועד עצמים קוסמיים אחרים העוברים לידם – וגורמים לו להראות כאילו כוכב לכת נמצא שם כשהוא לא. תפקידו של האלגוריתם היה להבדיל בין 12% מקטעי השפל בגרף הספקטרום של הכוכב, שנבעו מכוכבי לכת אמיתיים מהשאר. חתימות אלה שהאלגוריתם קבע כי נבעו ממקורות אחרים נחשבו לטעויות מסוג “חיובי כוזב”

בשל המספר עצום של האותות המורכבים, אסטרונומים ידעו שהאלגוריתם יעשה טעויות ויהיה צורך לבדוק אותו פעם נוספת – עבודה מושלמת לקבוצת False Positive False של קפלר. צוות זה סוקר את עבודתו של האלגוריתם, עובר על כל גוף שסווג כחיובי כוזב, כדי להבטיח שבאמת מדובר בטעויות ולא בכוכבי לכת, וכך להבטיח שפחות תגליות פוטנציאליות יזכו להתעלמות, כפי שמתברר שקרה כשהאלגוריתם תייג את קפלר – 1649c.

אפילו כאשר מדענים פועלים להמשך תהליכי ניתוח אוטומטיים כדי להפיק את המרב האפשרי של המדע מכל מערך נתונים נתון, תגלית זו מראה את הערך של בדיקה חוזרת של מחקר אוטומטי. אפילו שש שנים אחרי ש’קפלר’ הפסיק לאסוף נתונים משדה קפלר המקורי – איזור שמים אליו הוא היה מופנה משנת 2009 עד 2013, לפני שהמשיך לחקור אזורים רבים נוספים – ניתוח קפדני זה חשף את אחד המקבילים הייחודיים ביותר בכדור הארץ שהתגלו עד כה.

כוכב לכת שלישי אפשרי

קפלר – 1649c הוא לא רק אחד מכוכבי הלכת הדומים ביותר לכדור הארץ מבחינת הגודל והאנרגיה המתקבלים מכוכבו, אלא שהוא נותן נקודת מבט חדשה לחלוטין על המערכת שלו. על כל תשע פעמים שכוכב הלכת החיצוני במערכת מקיף את הכוכב המארח, הכוכב הפנימי מקיף כמעט ארבע פעמים. העובדה שהמסלולים שלהם משתלבים ביחס כה יציב מעיד על כך שהמערכת עצמה יציבה ביותר וסביר שתוכל לשרוד זמן רב.

יחסי הקפה כמעט מושלמים נגרמים לרוב בשל תופעה הנקראת תהודה מסלולית, אך יחס של תשע לארבע הוא ייחודי יחסית בקרב מערכות כוכבי לכת. בדרך כלל תהודה כזו מגיעה ביחסים שתיים לאחד או שלוש לשתיים. אף על פי שזה אינו מוכח עדיין, לעתים נדירות היחס הזה עשוי לרמוז על נוכחותו של כוכב לכת המקיף את אותו כוכב בדיוק במסלול הנמצא באמצע בין כוכבי הלכת וכך נוצר למעשה זוג של תהודות 3:2.

הצוות חיפש עדויות לכוכב לכת שלישי כזה אך עד כה ללא תוצאות. עם זאת, יתכן שזה משום שכוכב הלכת קטן מכדי להיראות או מסלולו מוטה כך שלא מתאפשר לגלות אותו בשיטת המעבר שבה השתמשו בתצפיות ‘קפלר’.

כך או כך, מערכת זו מספקת דוגמה נוספת לכוכב לכת בגודל כדור הארץ באזור החיים של ננס אדום. הכוכבים הקטנים והעמומים האלה דורשים מכוכבי לכת להקיף אותם במסלול קרוב מאוד על מנת שיהיו באזור החיים – שבו לא חם מדי ולא קר מדי –כך שיוכל לתמוך בחיים כפי שאנו מכירים. אף על פי שהדוגמה היחידה הזו היא רק אחת מבין רבים, יש עדויות גוברות לכך שכוכבי לכת כאלה נפוצים סביב ננסים אדומים.

“ככל שמקבלים נתונים רבים יותר, אנו רואים סימנים רבים יותר המצביעים על התפיסה כי ניתן למצוא כוכבי לכת בעלי פוטנציאל למגורים ודומים בגודלם לכדור הארץ, גם סביב ננסים אדומים”, אמר וונדרבורג. “כאשר ננסים אדומים נמצאים כמעט בכל מקום בגלקסיה שלנו, וכוכבי הלכת הקטנים האלה, שעשויים להקיף אותם, הסיכוי שאחד מהם אינו שונה מכדור הארץ שלנו נראה מעט גבוה יותר.”

• למידע נוסף על ‘קפלר’ ותגליותיו (באתר נאס”א)
• להודעה של נאס”א
• למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

• התגלה כוכב לכת שני המקיף את פרוקסימה קנטאורי – הכוכב הקרוב לשמש
• להתראות קפלר, שלום טס: טלסקופ חדש יקבל לידיו את השרביט בחיפוש כוכבי לכת
• אושר גילויו של כוכב לכת “בן דוד” של כדור הארץ בידי טלסקופ החלל קפלר