זוהר הקוטב של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש: מראה שלא מן העולם הזה

“הייתי שמח להצטרף לסיור תצפית בזוהר הקטבים הללו” אומר עופר כהן ממכון הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה בקיימברידג’ מסצ’וסטס שחישב את עוצמת התופעה

חוקרים הראו כי זוהר הקוטב של צדקים חמים עשוי להיות בהיר בהרבה מאשר חשבו בתחילה.
מרכז הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה, קיימברידג’ מסצ’וסטס

זוהר הקוטב הצפוני והדרומי בכדור הארץ מספקים מופע אורות לאנשים המתגוררים באיזורי הקטבים. וילונות זוהרים בצבעי ירוק ואדום מרקדים לרוחב השמים כמו יצורים חיים. כעת מחקר חדש מראה כי זוהרי הקטבים בכוכבים מחוץ למערכת השמש, המכונים צדקים חמים יכולים להיות בהירים פי 100 עד פי 1,000 מאשר הזוהר של קוטבי כדור הארץ. הם גם יתמשכו מקו המשווה עד הקטבים בשל קרבתו הרבה של כוכב הלכת לכל התפרצות שמש, דבר שהופך את כל כוכב הלכת למופע אור מרהיב.

“הייתי שמח להצטרף לסיור תצפית בזוהר הקטבים הללו” אומר עופר כהן ממכון הארווארד סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה בקיימברידג’ מסצ’וסטס.
זוהר הקטבים בכדור הארץ נוצר כאשר חלקיקים אנרגטיים מהשמש מתנגשים בשדה המגנטי של כדור הארץ. השדה מנחה את החלקיקים מהשמש לעבר הקטבים, שם הם מתנגשים באטמוספירת כדור הארץ, וגורמים למולוקלות האוויר לזהור בצבעי ניאון. תהליך דומה עשוי לקרות גם סביב כוכבים המקיפים שמשות רחוקות.

זוהר קוטב חזק במיוחד נצמר כאשר כדור הארץ מפגע מפליטת מסה עצומה בסופות שמש – התפרצות עצומה המשגרת מיליארדי טונות של פלסמת השמש (גז חם מיונן) למערכת השמש. התפרצות כזו יכולה לשבש את המגנטוספירה של כדור הארץ – בועת החלל המגינה על השדה המגנטי של כדור הארץ וגורמת לסופה גיאומגנטית. ב-1989 פגעה סופה כזו בכוח שגרם להחשכת איזורים נרחבים בקוויבק, קנדה.

כהן ועמיתיו השתמשו במודלים ממחושבים לחקור מה קורה כאשר ענק גז נמצא במסלול קרוב, רק כמה מיליוני קילומטרים מהשמש שלו, נפגע מהתפרצות כזו. הוא ביקש ללמוד מהי ההשפעה של ההתפרצות על האטמוספירה של כוכב הלכת ועל המגנטוספירה הסובבת אותו.
ענק הגז עשוי להיות נתון לכוחות קיצוניים. במערכת השמש שלנו הפליטה מתפזרת כשהיא נעה בחלל ולכן היא מדוללת כאשר היא מגיעה אלינו. צדק חם ירגיש פגיעה ממוקדת וחזקה יותר, כמו ההבדל בין להיות במרחק של 100 קילומטרים מהר געש מתפרץ לעומת ההרגשה במרחק של קילומטר אחד.

“ההשפעה על כוכב לכת כזה תהיה שונה לחלוטין ממה שאנו רואים במערכת השמש שלנו, והרבה יותר אלימה, אומר וינאי קשיאפ מ- CfA.

במודל פגעה סופה כזו בצדק חם והחלישה את השדה המגנטי המגן עליו, ולאחר מכן, חלקיקים הגיעו לאטמוספירה של ענק הגז. זוהר הקוטב שלו מתפרץ כטבעת סביב קו המשווה בעוצמה של פי מאה עד פי אלף חזקה יותר מאשר זוהר הקטבים של כדור הארץ. במשך שש שעות, זוהר הקוטב הזה מתפצל ונע לעבר הקטבים לפני שהוא דועך.

למרות שמעורבים בתהליך כוחות קיצוניים, השדה המגנטי המגן על כוכב הלכת מונע מהאטמוספירה שלו להקרע ולהשחק.

“החישובים שלנו מראים כיצד עובד מנגנון ההגנה על כוכב הלכת” מסביר כהן. “גם כוכב לכת בעל שדה מגנטי חלש בהרבה מזה של צדק יהיה בטוח יחסית.”

לעבודה זו השלכה על יכולת אחזקת החיים בעולמות סלעיים המקיפים כוכבים רחוקים. מכיוון שננסים אדומים הם הכוכבים הנפוצים ביותר ביקום, האסטרונומים מציעים להתמקד בהם כדי לחפש כוכבי לכת הדומים לכדור הארץ. ואולם מכיוון שננס אדום הוא כוכב קר מהשמש שלנו, כוכב לכת סלעי יהיה חייב להקיף אותו במרחק קרוב כדי להתחמם מספיק להחזיק מים זורמים. אבל אז הוא יהיה נתון לסוג של התפרצויות שמש שכהן ועמיתיו חקרו. עבודת ההמשך שלהם תחקור האם עולמות סלעיים יכולים להגן על עצמם מפני התפרצויות כאלה.

להודעה של מכון הארווארד סמיתסוניאן