כוכב לכת חדש – עולם של קרח לוהט במרחק שלושים שנות אור

 צוות בינלאומי בהשתתפות פרופסור צבי מזא”ה מאוניברסיטת תל אביב ותלמיד הדוקטורט אבי שפורר הצליח למדוד לראשונה את קוטרו של כוכב לכת “קטן” מחוץ למערכת השמש

 מבנה אפשרי של כוכב הלכת Gliese 436b

צוות בינלאומי בהשתתפות פרופסור צבי מזא”ה מאוניברסיטת תל אביב ותלמיד הדוקטורט אבי שפורר הצליח למדוד לראשונה את קוטרו של כוכב לכת “קטן” מחוץ למערכת השמש.המדידות החדשות מראות כי כוכב הלכת הנמצא במרחק שלושים שנות אור מאתנו דומה לכוכב הלכת נפטון, ומצביעות על עולם  חדש, לא נודע עד כה, של קרח לוהט.

קיומו של כוכב הלכת, Gliese 436b, ידוע כבר כשלוש שנים. אולם מסתו וקוטרו של כוכב הלכת החדש לא היו ידועים עד היום. בשבועות האחרונים גילה צוות בינלאומי משוויץ, בלגיה וישראל כי עצמת האור של Gliese 436 , כוכב האם של כוכב הלכת, משתנה במחזוריות קבועה. התצפיות הראשונות נעשו במרומי האלפים, נמשכו במצפה הכוכבים של אוניברסיטת תל אביב במצפה רמון, והסתיימו במצפה הכוכבים של אוניברסיטת ג'נבה על פסגת האנדים בצ'ילי. התצפיות הראו כי עצמת האור של הכוכב יורדת בחצי אחוז למשך כשעה ואחר כך חוזרת לערכה הקודם. תופעה מחזורית כזאת יכולה להיגרם רק על ידי Gliese 436b, העובר לפני כוכב האם שלו ומסתיר מעינינו חלק קטן מן האור, בדיוק כפי שמתרחש אצלנו ליקוי חמה.

 הדמיה של כוכב הלכת Gliese 436b ליד כוכב האם שלו
 ידועים כיום יותר ממאתיים כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו. 15 מהם מלקים את כוכב האם שלהם. הליקוי מאפשר לאסטרונומים למדוד את רדיוס כוכב הלכת ואת המסה שלו ומתוך כך אפשר לחשב את הצפיפות שלו, שהיא גודל חשוב בהבנת המבנה של כוכב הלכת וצורת היווצרותו. כל כוכבי הלכת המלקים שהיו ידועים עד היום הם גדולים מאוד, כמו כוכב הלכת צדק, שהוא הגדול ביותר במערכת השמש. אחד מאלה הוא HAT-P-2 שהתגלה לפני שבועיים בהשתתפות אותו צוות ישראלי. כוכב הלכת  Gliese 436b הוא קטן הרבה יותר מצדק, ולכן מדידת הליקוי שהוא גורם קשה הרבה יותר. למרות הקשיים הצליח הצוות הבינלאומי לגלות את הליקוי ולהעריך את המסה הקוטר של כוכב הלכת. על פי המדידות החדשות מסתו של  Gliese 436b קטנה פי 15 ממסת כוכב הלכת צדק  וקוטרו הוא “רק” 50,000 קילומטר, קוטר הקטן פי שלשה מקוטרו של צדק. בכך דומה כוכב הלכת הרחוק לכוכב הלכת נפטון – הנמצא בקצה מערכת השמש.

אולם בניגוד לנפטון הנמצא במרחק של ארבעה וחצי מיליארד קילומטר מן השמש שלנו, כוכב הלכת Gliese 436b מקיף את כוכב האם שלו במסלול קטן במיוחד, במרחק ממוצע של קצת למעלה מארבעה מיליון קילומטר. ההבדל בין שני המסלולים גורם לשינוי מהותי – בעוד שהטמפרטורה על פני נפטון היא 218 מעלות מתחת לאפס, הרי הטמפרטורה על פניו של Gliese 436b מגיעה למעלה מ-300 מעלות.

מתוך המדידות החדשות אפשר להעריך את הרכבו של כוכב הלכת. מתברר כי Gliese 436b מורכב ברובו הגדול ממים. מלבד בשכבה החיצונה, המים לכל עומקו של כוכב הלכת נמצאים במצב של קרח. הלחץ של השכבות החיצוניות מעלה את הלחץ והטמפרטורה במעמקי כוכב הלכת, וכתוצאה מכך נוצר שם קרח לוהט המגיע לטמפרטורה של אלפי מעלות. מצב כזה של קרח איננו נמצא בשום מקום בכדור הארץ. גילינו, אם כן, במרחבי החלל, עולם חדש של קרח לוהט.

המדידות החדשות מחזקות את הרושם כי בחלל מסתתרים מערכות של כוכבי לכת השונות מהותית מכל מה שהכרנו עד כה. האסטרונומים החוקרים את כוכבי הלכת החדשים דומים לחוקרים הגדולים של המאה ה-16, כמו קולומבוס ומגלן, המגלים ארצות חדשות שאיש לא שיער את קיומם. המדידות החדשות מקרבות אותנו לשלב בו נוכל למדוד את קוטרם של כוכבי לכת קטנים עוד יותר, ולהגיע לחקירתם של כוכבי לכת הדומים לכדור הארץ.

התופעות המתגלות גורמות לנו להרגיש מצד אחד את גדלותו של האדם, היכול להגיע בחקירותיו עד למרחבי החלל העצום, ומצד שני את אפסותו של האדם מול גודלו של החלל ואלפי העולמות השונים שבו.

 
הטלסקופ במצפה רמון שבו התבצעו חלק מן המדידות 
 

 סרטון המתאר את הליקוי (באדיבות אוניברסיטת ת”א)