אוסף פורץ-דרך של חמש מאות כוכבים, ששבעים מתוכם מחזיקים כוכבי-לכת, נקשר בהצלחה ל"תעלומת הליתיום" ארוכת השנים שנצפתה בשמש.
אוסף פורץ-דרך של חמש מאות כוכבים, ששבעים מתוכם מחזיקים כוכבי-לכת, נקשר בהצלחה ל"תעלומת הליתיום" ארוכת השנים שנצפתה בשמש. באמצעות ספקטרוגרף (מכשיר לרישום או צילום ספקטרום) ה- HARPS, צוות אסטרונומים מצא כי כוכבים דמויי-שמש "המארחים" כוכבי-לכת בקרבתם מכלים את הליתיום שלהם ביעילות רבה יותר מאשר כוכבים החסרים אותם.
"במשך כמעט עשור ניסינו למצוא מהו הגורם המבדיל בין כוכבים בעלי מערכות פלנטאריות (המכילות כוכבי-לכת) לבין קרוביהם המחוסרים מערכות כאלו," אומר Garik Israelian, הכותב הראשי של מאמר המתפרסם השבוע בכתב-העת המדעי Nature. "גילינו עתה כי כמות הליתיום בכוכבים דמויי-שמש תלויה בנוכחותם או העדרם של כוכבי-לכת."
מזה עשורים נצפים רמות נמוכות של יסוד כימי זה בשמש, וזאת בהשוואה לכוכבים דמויי-שמש אחרים, ואסטרונומים לא הצליחו להסביר חריגה זו. גילוי מגמה ברורה בקרב כוכבים מארחי כוכבי-לכת מספק הסבר הגיוני לתעלומה ארוכת השנים הזו. "ההסבר לחידה זו בת שישים השנים הוא די פשוט עבורנו," מוסיף החוקר הראשי. "השמש חסרה ליתיום מכיוון שסביבה קיימים כוכבי-לכת."
מסקנה זו מבוססת על בחינה של חמש מאות כוכבים, בכללם שבעים המארחים סביבם כוכבי-לכת. מרבית כוכבים אלו נבחנו במשך מספר שנים באמצעות מכשיר הספקטרוגרף HARPS המחובר לטלסקופ בקוטר של 3.6 מטרים, ואשר מהווה את ה"צייד" החשוב ביותר בעולם של גרמי-שמיים המצויים מחוץ למערכת השמש. "אוסף זה הינו הדגימה האפשרית הטובה ביותר הקיימת עד היום להבנת הגורמים המייחדים כוכבים בעלי מערכות פלנטאריות," מציין אחד מהחוקרים.
האסטרונומים התמקדו בעיקר בכוכבים דמויי-שמש, המהווים כרבע מכלל האוסף הנבחן. הם מצאו כי מרבית הכוכבים שסביבם קיימים כוכבי-לכת מכילים פחות מאחוז אחד של ליתיום מהכמות הנצפית בכוכבים אחרים. "כמו השמש שלנו, כוכבים אלו היו יעילים ביותר בחיסול הליתיום שהם ירשו בזמן "לידתם", מסביר אחד מהחוקרים. "באמצעות הדגימה הגדולה והייחודית שלנו אנו מסוגלים גם להוכיח כי הסיבה לצמצום כמות הליתיום אינה קשורה לכל מאפיין אחר של הכוכב, כגון הגיל שלו."
שלא כדוגמת רוב היסודות האחרים הקלים מברזל, הגרעינים הקלים של ליתיום, בריליום ובור אינם מיוצרים בכמויות משמעותיות בכוכבים. בניגוד לכך, החוקרים מעריכים כי ליתיום, המכיל שלושה פרוטונים וארבעה נויטרונים בלבד, נוצר בעיקר מיד לאחר המפץ הגדול, לפני 13.7 מיליארדי שנים. על-כן, רוב הכוכבים אמורים להכיל את אותה הכמות של ליתיום, אלא אם כן יסוד זה נצרך וחוסל בתוככי הכוכב. ממצא זה גם מספק לאסטרונומים כלי חדש וזול לחיפוש מערכות פלנטאריות: באמצעות מדידת כמות הליתיום הקיימת בכוכב החוקרים יוכלו להחליט מי מהכוכבים ראוי למאמצי תצפיות רציניים נוספים, אם בכלל.
כעת, משהוכח הקשר שבין נוכחות כוכבי-לכת לבין רמות נמוכות של ליתיום, יש צורך לחקור את המנגנון הפיסיקלי העומד מאחוריו. "ישנן מספר דרכים בהן כוכב מסוגל להפריע לתנועה הפנימית של חומרים בכוכב-לכת שבקרבתו, תוך כדי סידור מחדש של היסודות הכימיים השונים שבתוכם, בדומה לליתיום. כעת, תפקידם של מומחי תיאוריה להחליט מהו המנגנון הסביר ביותר," מסכם החוקר הראשי.