להתראות קפלר, שלום טס: טלסקופ חדש יקבל לידיו את השרביט בחיפוש כוכבי לכת

TESS תוכנן כך שיוכל לגלות כוכבי לכת קרובים מאוד לכוכב שלהם אפילו אם הכוכבים בהירים מאוד, וכך הוא בין היתר יוכל לאתר כוכבי לכת במערכות שמש קרובות למערכת השמש שלנו ולבחון אותם לעומק

הדמיה של קפלר -10b, כוכב לכת שמקיף את אחד מ -150,000 הכוכבים שטלסקופ החלל קפלר עקב אחריו. נאס”א /משימת קפלר / דנה ברי, CC BY
מְחַבֵּר
ג’ייסון סטפן
פרופסור עוזר לפיסיקה ואסטרונומיה, אוניברסיטת נבאדה, לאס וגאס

במשך מאות שנים, תהו בני האדם תהו על האפשרות של כוכבי לכת המקיפים כוכבים רחוקים. אולי חלק מעולמות אלה ישמשו צורות חיים מוזרות או שיהיו להם היסטוריות ייחודיות. אבל רק ב -1995 זיהו אסטרונומים את כוכבי הלכת הראשונים המקיפים כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו.

בעשור האחרון, בפרט, מספר כוכבי הלכת הידועים כמקיפים כוכבים רחוקים גדל מפחות מ-100 ליותר מ -2,000, כאשר עוד 2,000 כוכבי לכת פוטנציאליים ממתינים לאישור. רוב התגליות החדשות הללו נובעות מפרויקט אחד – טלסקופ החלל קפלר של נאס”א.

מספר כוכבי הלכת המאושרים ממשיך לגדול. נאס”א / מרכז מחקר איימס / וונדי סטנזל ואוניברסיטת טקסס באוסטין / אנדרו ונדרבורג, CC BY

טלסקופ החלל קפלר הוא לוויין הנושא טלסקופ בקוטר מטר אחד, ומצלמה דיגיטלית של 95 מגה-פיקסל. המכשירים שעל הלוויין זיהו שינויים זעירים בבהירות של 150,000 כוכבים רחוקים, וחיפשו את האות שמגיע כאשר כוכב הלכת חוסם חלק מאור הכוכב בזמן שהוא עובר דרך קו הראייה של הטלסקופ. הטלסקופ כך רגיש שהוא יכול לזהות זבוב מזמזם המרחף פנס רחוב אחד בשיקגו ממסלול בחלל. הוא יכול לראות כוכבים רועדים ורוטטים; הוא יכול לראות כוכבי קטנים כמו הירח.
אלפי התגליות של קפלר חוללו מהפכה בהבנת כוכבי לכת והמערכות הפלנטריות. עכשיו, עם זאת, החללית נותרה כמעט ללא דלק הידרזין וחייה יסתיימו מתישהו בחודשים הקרובים. למזלם של ציידי כוכבי הלכת, המשימה הבאה לחיפוש כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש של נאס”א נמצאת על סף הדלת.

ההיסטוריה של קפלר
משימת קפלר נולדה בתחילת שנות השמונים ברעיון שהעלה מדען נאס”א, ביל בורקי, ונעזר לאחר מכן בעמיתו דייויד קוך. באותה עת לא היו כוכבי לכת ידועים מחוץ למערכת השמש. קפלר נבנתה בסופו של דבר בשנות ה-2000 ושוגרה במרץ 2009. הצטרפתי לצוות המדע של קפלר ב -2008, ובסופו של דבר שיתפתי פעולה עם הקבוצה העוסקת בחקר תנועות הכוכבים בראשותו של ג’ק ליסאואר.
במקור, המשימה תוכננה להימשך שלוש וחצי שנים עם הרחבות אפשריות כל עוד הדלק, או המצלמה, או רכיבים אחרים של החללית יחזיקו מעמד. עם חלוף הזמן, חלקים של המצלמה החלו להיכשל אבל המשימות נמשכה. עם זאת, בשנת 2013, כאשר שניים מתוך ארבעת הגירוסקופים המייצבים שלה עצרו, הסתיימה משימת קפלר המקורית.
גם אז, עם קצת תחכום, נאס”א היתה מסוגלת להשתמש האור המוחזר מן השמש כדי לעזור לנווט את החללית. המשימה הותנעה מחדש כ K2 והמשיכה למצוא כוכבי לכת במשך עוד חצי עשור. עכשיו, כאשר מד הדלק מתרוקן, המסלול שלה סביב כדור הארץ יתפתל והחללית תיסחף במערכת השמש. הקטלוג הסופי של מועמדים כוכב לכת מן המשימה המקורית הושלם בסוף השנה שעברה וכעת מעבידם את התצפיות האחרונות של K2.

המדע של קפלר
מיצוי הידע מקפלר יימשך עוד שנים רבות של סקירת הנתונים והפניית טלסקופים אל מועמדים לכוכבי לכת, אך גם מה שראינו עד כה הדהים את המדענים.
ראינו כמה כוכבי לכת שמקיפים את הכוכבים המארחים שלהם בתוך שעות ספורות, והם כה חמים עד שהסלעים על פני השטח שלהם מתאדים ומרחפים בחלל מאחורי כוכב הלכת כמו זנב שביט. למערכות אחרות יש כוכבי לכת כל כך קרובים זה לזה, שאם היית עומד על כוכב לכת אחד, כוכב הלכת השני היה נראה גדול פי 10 מהירח המלא. מערכת אחת ארוזה כל כך עד כי שמונה כוכבי לכת קרובים יותר לכוכב שלהם מאשר כדור הארץ את השמש. רבים מכוכבי הלכת הללו מקיפים את השמשות שלהם באיזור החיים – התחום שבו מים עשויים להתקיים במצב נוזלי על פני השטח שלהם.

בארבע שנות פעולתו במתכונת המקורית בהה קפלר באיזור אחד בשמים וסרק אותו שוב ושוב. TESS ישתמש באותה טכניקת זיהוי כמו קפלר, אך במקום להקיף את השמש הוא “יקיים מערכת יחסים” עם הירח, הוא יקיף את כדור הארץ פעמיים בדיוק בכל הקפה של הירח. בנוסף, במקום לבהות בחלק אחד של השמים, טס יסרוק כמעט את כל השמים כאשר שדות הצילום יהיו חופפים (בדומה לעלי כותרת של פרח).

בעקבות הידע שלמדנו מקפלר, האסטרונומים מצפים כי טס יגלה אלפי מערכות פלנטריות. באמצעות סריקת כל השמים נוכל לגלות מערכות שבהן כוכבי הלכת מקיפים את הכוכבים פי 10 קרוב יותר ופי 100 בהיר יותר מאלו שקפלר יכול היה לגלות. באופן זה נוכל לגלות כוכבי לכת סביב הכוכבים הבהירים הקרובים ביותר למערכת השמש הדבר יפתח אפשרויות חדשות למדידת מסת כוכבי הלכת וצפיפותם, לחקור את האטמוספירות שלהם, לחקור את הכוכבים המארחים שלהם וללמוד על אופי המערכות בהם נמצאים כוכבי הלכת. מידע זה, בתורו, יספר לנו יותר על ההסטוריה של כוכב הלכת שלנו, איך התחילו החיים, מהו הגורל שנמנע מאיתנו ומה צפוי בעתיד. השאיפה למצוא את מקומנו ביקום ממשיכה כאשר קפלר מסיים את חלקו במסע ו- TESS לוקח את שרביט.

לכתבה באתר The Conversation

עוד בנושא באתר הידען

• משימות החלל של 2018: מהמשגר החזק בעולם ועד היורש של טלסקופ החלל קפלר
• נתוני קפלר מגבירים את הסבירות לתפוצה רחבה של החיים ביקום
• “מבצע קפלר” לגילוי תאומי-ארץ (הידען, 2001)