טלסקופ החלל ג'יימס ווב מיפה לראשונה את צורת האטמוספרה של כוכב הלכת החוץ-שמשי WASP-17b וגילה שאינה עגולה: הצד שבו מתחיל הערב מנופח יותר מהצד שבו מתחיל הבוקר. הממצא מקרב את היום שבו נוכל לשרטט מפות מזג אוויר של עולמות רחוקים.
צד אחד של האטמוספרה של WASP-17b משתרע רחוק יותר לתוך החלל מהצד האחר. לכן קווי המתאר של כוכב הלכת הענק והלוהט הזה אינם אחידים. אסטרונומים מיפו עכשיו את העיוות הזה בעזרת טלסקופ החלל ג'יימס ווב. הדפוס שמצאו מתאים לתחזיות על האופן שבו חום ורוחות חזקות מעצבים עולם שיש לו צד יום וצד לילה קבועים.
WASP-17b הוא "צדק חם", כוכב לכת ענק שמקיף את הכוכב שלו ממרחק קרוב מאוד. הוא נמצא כ-1,300 שנות אור מכדור הארץ. המחקר הוא השימוש הראשון בשיטה שנקראת "מחרוזות העברה" (transmission strings). את השיטה פיתחו באוניברסיטת בריסטול האסטרופיזיקאים ד"ר דייוויד גרנט וד"ר האנה ווייקפורד.
"מלהיב מאוד שיש לנו מודל מתמטי איתן כל כך, שאפשר ליישם על הנתונים המתקדמים האלה", אמרה ווייקפורד, ממחברי המחקר. "התוצאות ממחישות יפה את הדינמיקה שמתרחשת בעולמות האלה, שהם רב-ממדיים ורבי פנים".
הבדלים סביב שולי האטמוספרה
ווב כבר איפשר לחוקרים להשתמש בטכניקה בשם "מיפוי ליקויים". היא מודדת שינויים באור כשכוכב הלכת עובר מאחורי הכוכב המארח שלו.
בשיטת מחרוזות ההעברה, שנקראת גם "מיפוי מעברים", עוקבים אחרי כוכב הלכת כשהוא חולף לפני הכוכב. החוקרים מנתחים את האור שעובר דרך חלקים שונים בשולי האטמוספרה, וכך מבחינים בתנאים השונים לאורך השוליים. המודלים המסורתיים, לעומת זאת, מפיקים ספקטרום יחיד, כלומר מדידה של האור באורכי גל שונים, שממוצע על פני כל שולי האטמוספרה.
"במקום להניח שהאטמוספרה היא מעגל עם אותו רדיוס לכל אורך ההיקף, הטכניקה שלנו מאפשרת למדוד מרחקים שונים מהמרכז אל שולי כוכב הלכת", אמרה ד"ר לילי אולדרסון מאוניברסיטת קורנל, המחברת הראשית. "אנחנו יכולים ללכת סביב השוליים. אפשר לומר שהתקדמנו מהטבעת עצמה להבנה היכן היהלומים שעליה".
החום מנפח את צד הערב
ב-WASP-17b, הבליטה שמופתה נמצאת בצד הערב של קו המשווה. שם נושאים זרמי סילון של רוחות חום מצד היום, שמואר תמיד, אל צד הלילה, שחשוך תמיד. החום מנפח את האטמוספרה בצד הזה, לעומת צד הבוקר הקר יותר של קו המשווה. המיקום מתאים למה שחזו התאוריה ומודלים קודמים.
"התאוריה חוזה הבדל גדול בטמפרטורות בין צד הבוקר לצד הערב, ו-WASP-17b מתאים יפה למגמה הזאת. זה בדיוק מה שציפינו לראות", אמרה אולדרסון.
גם הממצאים לגבי ההרכב הכימי של האטמוספרה מתאימים לתחזיות התאורטיות ולשיטות מידול אחרות. כך גם הבדלי הטמפרטורות, הן בין קו המשווה לקטבים והן בין צד היום לצד הלילה.
"כוכבי לכת הם עולמות סוערים, והאטמוספרות שלהם מורכבות וכאוטיות", אמרה ווייקפורד. "מרגש מאוד שכל המספרים האלה התכנסו לתמונה מובנית ודינמית של העולם הענק הזה, שנמצא במרחק של יותר מאלף שנות אור".
לקראת מפות מזג אוויר של כוכבי לכת רחוקים
יחד, הממצאים מציגים את אחת התמונות התלת-ממדיות המקיפות ביותר של אטמוספרה של כוכב לכת חוץ-שמשי. הם גם קובעים אמת מידה להשוואה עם יותר מ-6,000 כוכבי הלכת החוץ-שמשיים שאושרו עד היום.
"זו הוכחה לרעיון שכוכבי לכת הם גופים תלת-ממדיים, ושכאשר הם נעים סביב הכוכב שלהם, קורה בדיוק מה שצפינו", אמרה אולדרסון. "לעבור מתרגילים חישוביים לראות את זה במציאות, זה כבר עניין אחר".
ההדגמה המוצלחת ב-WASP-17b סוללת את הדרך ליישום מחרוזות ההעברה בכוכבי לכת רבים אחרים. השיטה מתחילה להבחין בין התנאים בקווי רוחב שונים, ומרחיבה את המפות האטמוספריות מעבר לניגוד הפשוט בין יום ללילה. זה הצעד הראשון לקראת מיפוי של דפוסי מזג אוויר מקומיים באקלים של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.
הנתונים נאספו במסגרת תוכנית התצפיות TST DREAMS של טלסקופ ג'יימס ווב. המחקר נערך בהובלה משותפת של אוניברסיטת קורנל ואוניברסיטת בריסטול.
תרגום: נחום שרשבסקי. עריכה והתאמה: מערכת הידען.
מקור: אוניברסיטת בריסטול.
שאלות ותשובות
מהו WASP-17b?
WASP-17b הוא "צדק חם", כוכב לכת גזי ענק שמקיף את הכוכב שלו ממרחק קרוב מאוד, במרחק של כ-1,300 שנות אור מכדור הארץ. צד אחד שלו פונה תמיד אל הכוכב, ולכן יש לו צד יום וצד לילה קבועים.
מהי שיטת "מחרוזות ההעברה"?
בשיטה עוקבים אחרי כוכב הלכת בזמן שהוא חולף לפני הכוכב שלו, ומנתחים בנפרד את האור שעובר דרך חלקים שונים בשולי האטמוספרה. כך אפשר למדוד את גובה האטמוספרה בנקודות שונות, ולא רק ממוצע אחד לכל השוליים.
למה האטמוספרה של כוכב הלכת אינה עגולה?
רוחות חזקות לאורך קו המשווה מעבירות חום מצד היום לצד הלילה. החום מנפח את האטמוספרה בצד הערב, ואילו בצד הבוקר הקר יותר היא מכווצת יותר.
המאמר המדעי
- A spatial map of the atmospheric limb of a hot Jupiter — Nature Astronomy, 14.10.2026