כוכב לכת מחוץ למערכת השמש נעלם באופן מסתורי – אסטרונומים מסבירים

שני אסטרונומים מאוניברסיטת אריזונה הסיקו שטלסקופ החלל הָאבֶּל של נאס"א צפה למעשה בענן מתרחב של חלקיקי אבק דקים מאוד, שמקורו בשני גופי קרח שהתנגשו זה בזה

התנגשות נפילים: הדמיית אמן זו מתארת את ההתנגשות של שני גופי אבק וקרח. רוחב כל אחד מהם 125 מייל והם מקיפים את הכוכב הבוהק פומלהאוט, הנמצא 25 שנות אור מכדור הארץ. קרדיט: סוכנות החלל האירופית, נאס"א ומ' קונמסר
התנגשות נפילים: הדמיית אמן זו מתארת את ההתנגשות של שני גופי אבק וקרח. רוחב כל אחד מהם 125 מייל והם מקיפים את הכוכב הבוהק פומלהאוט, הנמצא 25 שנות אור מכדור הארץ. קרדיט: סוכנות החלל האירופית, נאס"א ומ' קונמסר

מאת: אוניברסיטת אריזונה. תרגום: זיו עדיקי

מה שנחשב לכוכב לכת במערכת כוכבים קרובה לזו שלנו, ככל הנראה מעולם לא היה קיים, טוענים אסטרונומים מאוניברסיטת אריזונה; הניתוח שלהם מצביע על ענן אבק עצום ומתפשט – שהוא ככל הנראה תוצאה של התנגשות קוסמית.

היעלמותו של גוף שמימי, שמדענים חשבו לכוכב לכת מחוץ למערכת השמש שלנו, מעלה את האפשרות שאחד מראשוני כוכבי הלכת החוץ-שמשיים שנתגלו באמצעות צילום ישיר – מעולם לא היה קיים.
שני אסטרונומים מאוניברסיטת אריזונה הסיקו שטלסקופ החלל הָאבֶּל של נאס"א צפה למעשה בענן מתרחב של חלקיקי אבק דקים מאוד, שמקורו בשני גופי קרח שהתנגשו זה בזה. האבל נתקל בתופעה מאוחר מכדי לתעד את ההתנגשות שהחוקרים מעריכים שקרתה, אבל ייתכן שקלט את תוצאותיה. כוכב הלכת הנעדר נראה לאחרונה מקיף את כוכב פומלהאוט (Fomalhaut), שנמצא מרחק 25 שנות אור מאתנו.
"התנגשויות כאלה נדירות ביותר ולכן העובדה שאנחנו יכולים לראות עדות להתנגשות כזו היא תגלית חשובה," אומר אנדרס גספר, אסטרונום במצפה הכוכבים סטיוארט של אוניברסיטת אריזונה ומחבר מוביל של המאמר המדעי שהכריז על התגלית. "אנו מאמינים שהיינו במקום הנכון בזמן הנכון כדי להיות עדים לאירוע כה יוצא דופן באמצעות טלסקופ החלל האבל של נאס"א."

הווידאו מדמה התרחשות שהאסטרונומים, הלומדים את תצפיותיו של טלסקופ החלל האבל, מעריכים כעדות מצולמת ראשונה מעולם של תוצאות של התנגשות בין שני גופים שמימיים ענקיים מחוץ למערכת השמש שלנו. בתמונה מהטלסקופ החלל האבל משמאל, טבעת שברים ענקית קפואה העוטפת את כוכב פומלהאוט, שנמצא במרחק 25 שנות אור מכדור הארץ. הכוכב כה מבריק שדיסק האפלה/ליקוי שחור משמש לחסימת זוהרו כדי שיהיה אפשר לצלם את טבעת האבק. ב-2008, אסטרונומים ראו מה שחשבו שהוא תמונה ראשונה של כוכב לכת נע במסלול רחוק מהשמש/מפומלהאוט. אבל, עד 2014, המועמד להיות כוכב לכת התעמעם עד שהאבל כבר לא היה יכול לצלמו. ההסבר המוצלח ביותר לכך הוא שהאובייקט לא היה מעולם כוכב לכת מעוצב לחלוטין, אלא ענן אבק מתתפשט בעקבות התנגשות בין שני גופים מינוריים, רוחב כל אחד מהם כ-125 מייל. התרשים מימין מבוסס על הדמיה של הענן המתפשט והדוהה. הענן, המורכב מחלקיקי אבק דקים מאוד, רוחבו מוערך כעת ביותר מ-200 מיליון מיילים. ההערכה היא כי התנגשויות כאלה מתרחשות בסביבת פומלהאוט אחת ל-200,000 שנים. לפיכך, האבל צפה בדיוק אל המקום הנכון בזמן הנכון כדי לתעד את האירוע החולף הזה. קרדיט: נאס"א וא' גספר וג' רייקה/אוניברסיטת אריזונה

הווידאו מדמה התרחשות שהאסטרונומים, הלומדים את תצפיותיו של טלסקופ החלל האבל, מעריכים כעדות מצולמת ראשונה מעולם של תוצאות של התנגשות בין שני גופים שמימיים ענקיים מחוץ למערכת השמש שלנו. בתמונה מהטלסקופ החלל האבל משמאל, טבעת שברים ענקית קפואה העוטפת את כוכב פומלהאוט, שנמצא במרחק 25 שנות אור מכדור הארץ. התרשים המאויר מימין הוא הדמיה של ענן מתפשט ודוהה, המבוססת על תצפיות של האבל שנערכו משך תקופה של כמה שנים. קרדיט: נאס"א וא' גספר וג' רייקה (אוניברסיטת אריזונה)
"מערכת הכוכבים פומלהאוט היא ניסוי המעבדה הטוב ביותר לבחינת כל הרעיונות שלנו אשר לכוכבי לכת חוץ-שמשיים ולמערכות כוכבים מתפתחות," מוסיף ג'ורג' רייקה, פרופסור לאסטרונומיה במצפה הכוכבים סטיוארט. "יש לנו הוכחות להתנגשויות כאלה במערכות כוכבים אחרות, אבל התנגשות בסדר הגודל כזה לא נצפתה מעולם במערכת השמש שלנו. זוהי תבנית [בלופרינט]של האופן שבו כוכבי לכת משמידים זה את זה."

ב-2008 הוכרז קיומו של הגוף הנחשב כוכב הלכת החוץ-שמשי, שמו פומלהאוט בי (Fomalhaut b), וזאת על בסיס מידע מ-2004 ו-2006. הוא נראה בבירור בכמה שנות תצפית של האבל, שחשפו שזוהי נקודה נעה. עד אז, עדויות לכוכבי לכת חוץ-שמשיים היו לרוב מוסקות באמצעות מתודות זיהוי עקיפות, כגון, התנודדות עדינה הלוך ושוב של כוכבים וצללים של כוכבי לכת החולפים מול השמש שלהם.

אולם, שלא כמו בתמונות ישירות אחרות של כוכבי לכת חוץ-שמשיים, קושיות התעוררו לגבי פומלהאוט בי. האובייקט בהק באור ברור – עובדה יוצאת דופן בעבור כוכב לכת חוץ-שמשי, שהוא קטן מכדי להחזיר מספיק אור מהשמש שלו כדי שנוכל לראותו מכדור הארץ. נוסף על כך, לא היתה לו כל חתימת חום אינפרה אדומה ניתנת לזהוי – שוב, עובדה יוצאת דופן, משום שכוכב לכת אמור להיות חם דיו כדי לזהור באינפרה אדום, בייחוד כוכב לכת צעיר כמו פומלהאוט בי. אסטרונומים הסיקו שהברק הנוסף בא מקליפה ענקית או מטבעת אבק שעוטפת את כוכב הלכת, העשויה להיות קשורה להתנגשות.

"המחקר שלנו, שניתח את כל המידע הזמין בארכיון של האבל על פומלהאוט, חשף כמה מאפיינים שיחדיו ציירו תמונה אחרת: ייתכן שאובייקט בגודל של כוכב לכת מעולם לא התקיים במקום זה מלכתחילה," אומר גספר.
הקבוצה הדגישה שהמסמר האחרון בארון הקבורה של כוכב הלכת החוץ-שמשי הופיע כשניתוח המידע של תמונות האבל שצולמו ב-2014 הראו שהאובייקט נעלם, למרבה השתאותם. עוד הוסיפה לתעלומה העובדה שתמונות מוקדמות הראו שהאובייקט דוהה בהתמדה במשך הזמן, הם אמרו.
באופן ברור, פומלהאוט בי עשה דברים שכוכב לכת של ממש לא אמור לעשות," אומר גרספר.

ההסבר הוא שפומלהאוט בי מתפשט אט-אט מהתנגשות ששחררה ענן אבק המתפזר בחלל. בהתחשב בכל המידע הזמין, גספר ורייקה חושבים שההתנגשות אירעה לא הרבה לפני התצפית הראשונה ב-2004. היום, ענן השברים – המכיל חלקיקי אבק שגודלם נע סביב 1 מיקרון, או 1/50 מקוטרה של שערת אנוש – צפיפותו נמוכה מיכולת הזיהוי של האבל. ההערכה היא כי ענן האבק התפשט עד כה לגודל העולה על זה של מסלול כדור הארץ סביב השמש.
עוד דיווחה הקבוצה שסביר יותר שהאובייקט נמצא על מסלול בריחה מאשר על מסלול אליפטי, כצפוי אצל כוכבי לכת. מידע זה מתבסס על תצפיות מאוחרות שהחוקרים הוסיפו למתווים של מסלוליו ממידע מוקדם.
"ענן אבק עצום שנוצר בעת האחרונה ובו כוחות קרינה ניכרים שמקורם בשמש פומלהאוט, סביר שיוצב על מסלול שכזה," אמר גספר. "המודל שלנו יכול להסביר באופן טבעי את כל המשתנים העצמאיים הנצפים של המערכת[הגוף השמימי/האובייקט]: את קצב התרחבותה, את דהייתה ואת מסלולה[את קצב התרחבותו, את דהייתו ואת מסלולו].

משום שפומלהאוט בי נמצא כרגע בתוך טבעת שברים קפואה עצומה, העוטפת את פומלהאוט, צפוי שגופים מתנגשים יהיו תערובת של קרח ואבק, כמו כוכבי השביט הנמצאים בחגורת קויפר שבשוליה החיצוניים של מערכת השמש שלנו. גספר ורייקה מעריכים שכל גוף דמוי-שביט כזה היה ברוחב של כ-00200 ק"מ בערך מחצית גודלו של האסטרואיד וסטה.

מחברי המאמר אומרים שהמודל שלהם מסביר את כל מאפייניו הנצפים של פומלהאוט בי. חישוב מתוחכם של תנועת אבק ברצף הזמן, שנעשה על מקבץ של מחשבים באוניברסיטת אריזונה, הראה שהמודל הזה מסוגל כמותית להתאים לכל התצפיות. לפי חישוביהם של המחברים, מערכת פומלהאוט, הנמצאת כ-25 שנות אור מכדור הארץ, עשויה לחוות התרחשות שכזאת אחת ל-200,000 שנים.

גספר ורייקה – לצדם של חברי צוות אחרים – יצפו במערכת פומלהאוט באמצעות טלסקופ החלל הבא של נאס"א ג'יימס ווב. בשנותיו הראשונות בפעילות מדעית. הקבוצה תצלם ישירות את האזורים החמים הפנימיים של המערכת, ובפעם הראשונה במערכת חיצונית לזו שלנו, הם יקבלו מידע מפורט על המבנה של חגורת האסטרואידים החמקמקה של פומלהאוט. כמו כן, הקבוצה תחפש אחר כוכבי לכת של ממש שמקיפים את פומלהאוט, שייתכן ועדיין מחכים להתגלות.

להודעה באתר האוניברסיטה
למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

343 תגובות

  1. ומה אם מדובר באפשרות שגוף אחר, ענק, בעל תנועה איטית, מסתיר עכשיו את הכוכב, ובעוד כמה זמן הגוף המסתיר יזוז (או, אם בכל זאת מדובר בכוכב לכת שנעלם, אזי כוכב הלכת הזה יזוז) ו״הכוכב״ שנעלם יופיע שוב? הרי אם התצפיות הראו שהאור שלו הולך ודועך עם הזמן, הרי גם האפשרות שהוא מוסתר, יכולה להסביר את ההעלמות

  2. ישראל/אנונימן
    אין ויכוח שאנחנו לא מבינים מה בדיוק הקשר בין המתמטיקה לבין הפיסיקה.

    אני מאד מאמין בגישה של מקס טגמארק, שבעצם הם אותו דבר. נניח שהעולם פשוט, כמו שקיווו לפני 100 שנה – יש 4 סוגי חלקיקים וחוקי פיסיקה כמו משוואות ניוטון ומקסוול.
    אז – למה דווקא 4 חלקיקים? מה מקורם? למה לכל האלקטרונים בדיוק אותו מטען ומסה?
    אני חושב שחייב להיות תשובה לדברים האלה, ושהתשובה היא שכל מה שיכול להיות קיים – קיים.

  3. ניסים
    זכור לי מאיזו תוכנית בטמבלויזיה, שם הראו איזשהו שבט עתיק מאיזה ג'ונגל נידח, ובו מגיש התוכנית ישוב עם חבר מהשבט – והמגיש מסביר לנו שאותם אנשים מהשבט, עדיין לא למדו לספור מעל הסיפרה 4 (משהו כזה בערך).
    הוא מסביר, שהם יודעים מה זה אחד ומה זה שתיים. אבל לתאר במספרים, כמויות גדולות הם לא יודעים. הם רק אומרים – "הרבה".

    הביטוי המספרי (או המתמטי, יותר נכון) נותן לנו בני האדם, הסבר יותר קרוב, יותר מדויק למציאות ולאמת.
    כלומר, הביטוי המתמטי מתאר את האירוע הפיזיקלי.
    את האירוע הפיזיקלי אפשר לתרגם לביטוי מתמטי.

    אותו הדבר עם פונקציית גל:
    פ"ג היא ביטוי מתמטי לתופעה פיזיקלית.

  4. אבל מה היא בדיוק, פונקציית גל זו? ויכוח עז ניטש כעת בסוגיה זו בקרב חוקרים של יסודות הפיזיקה. האם פונקציית גל היא עצם פיזיקלי ממשי, או שמא היא משהו שדומה לחוק תנועה או תכונה פנימית של חלקיקים או קשר בין נקודות במרחב? או אולי היא בסך הכול המידע הנוכחי שיש בידינו על החלקיקים? או מה?

    https://www.hayadan.org.il/quantic-threat-on-einstein-theory-060912

  5. פונקציית הגל אינה מתמטית טהורה, יש לה שורשים בעולם המציאות הפיזיקלי וריבועה היא ההסתברות למצוא את החלקיק בנקודה מסויימת.

  6. ישראל
    אם אלקטרון באטום הוא גל עומד אז אין מטען שמואץ. דה-ברולי חשב שהאלקטרון הוא ממש גל פיזי, ולא גל הסתברותי.

  7. "תנועה מעגלית היא תנועה מואצת. זה פיסיקה של תחילת תיכון…"

    ומה עם דה ברוי? הוא לא מתיר מסלולים מותרים לאלקטרון באטום?

  8. אנונימי
    תנועה מעגלית היא תנועה מואצת. זה פיסיקה של תחילת תיכון…

    ולא, אלקטרון לא יכול לפלוט אלקטרון. אלקטרון אנרגטי יכול לפלוט פוטון ולהפוך לאלקטרון פחות אנרגטי.

  9. ניסים
    תנועה מעגלית אינה בהכרח מואצת.
    היא יכולה להישאר.. מעגלית.

    אלקטרון שבולע אנרגיה יכול לפלוט פוטון או אלקטרון ברמה נמוכה יותר.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן