בהכרזה הגדולה ביותר אי פעם של כוכבי לכת חוץ-שמשיים, נאס”א הודיעה כי הצליחה לוודא את אמינותן של 1,284 תגליות של כוכבי לכת שנעשו על ידי טלסקופ החלל קפלר. הגודל של כ-100 מתוכם דומה לזה של כדור הארץ, ומתוכם 9 נמצאו באזור הישיב סביב הכוכב אותו הם מקיפים, ועשויים בכך להתאים לקיום חיים.
ההכרזה החדשה של נאס”א מעלה את מספר כוכבי לכת החוץ-שמשיים (או במונח הלועזי “אקסו-פלנטה”) הידועים ל-3,200, מתוכם 2,325 זוהו על ידי טלסקופ החלל קפלר, והשאר זוהו ברובם על ידי תצפיות מהקרקע.
“לפני שיגור טלסקופ החלל קפלר, לא ידענו האם כוכבי לכת חוץ-שמשיים נפוצים בגלקסיה. תודות לקפלר ולקהילת החוקרים, אנו יודעים כעת שייתכן שיש יותר כוכבי לכת מכוכבים”, אמר פול הרץ, מנהל חטיבת האסטרופיזיקה בהנהלת נאס”א. “מידע זה יאפשר לקבוע משימות עתידיות שנחוצות כדי לקחת אותנו קרוב יותר מאי-פעם לדעת האם אנחנו לבד ביקום”.
כוכבי הלכת החדשים אינם “חדשים” במלוא מובן המילה, אלא נלקחו מהמאגר הרב של “מועמדים” לכוכבי לכת, כאלו שזוהו על ידי טלסקופ החלל קפלר אך לא אומתו עדיין. קפלר זיהה במהלך המשימה המרכזית שלו (בין 2009 – 2013) כמעט 5,000 “מועמדים”.
עד כה התהליך של אימות התצפיות של טלסקופ החלל קפלר היה מסובך למדי והתנהל באיטיות. הסיבה לכך נעוצה בשיטה הלא-ישירה שבה קפלר מזהה כוכבי לכת – שיטת הטרנזיט. מכיוון שבטכנולוגיה הקיימת אי אפשר לצפות ישירות באקסופלנטות (אם כי מספר קטן מאד של כוכבי לכת מרוחקים וגדולים מאד זוהו באופן ישיר), החוקרים נעזרים בשיטות לא-ישירות, והשיטה שבה משתמש קפלר דורשת אימות משיטות נוספות.
שיטת הטרנזיט מנצלת את המעבר של כוכב הלכת סביב הכוכב שלו, בדומה למעבר ביום שני של כוכב חמה על פני השמש שלנו. במידה ומישור המסלול של כוכב הלכת נמצא במקרה בזוית הראיה של הטלסקופ, הוא יעמעם במקצת את האור של הכוכב שנקלט על ידי הטלסקופ. במידה ועמעום זה מתרחש באופן קבוע ורצוף אפשר להסיק מכך שהגורם הוא כוכב לכת שמקיף את הכוכב. קפלר דורש לפחות 3 תצפיות כאלו כדי לקבוע שנצפה כוכב לכת.
שיטת הטרנזיט דרשה עד כה תצפיות נוספות מהקרקע, במיוחד שיטה שמכונה “מהירות רדיאלית” (radial velocity), שמודדת את ההשפעה של כוכב הלכת על תנועת הכוכב במהלך המסלול שלו סביבו. מכיוון שתצפיות קרקעיות אורכות זמן רב יותר, התהליך של אישוש התצפיות של קפלר ארך זמן רב עד כה.
בקטלוג הנוכחי שפורסם, צוות משימת קפלר השתמש בשיטה חדשנית שמאפשרת לוודא ברמת אמינות של למעלה מ-99% את התצפיות, ללא צורך בתצפיות המשך מהקרקע. השיטה בוחנת את המידע שהפיק קפלר בנוגע לעמעום האור של הכוכב וכן מידע קיים לגבי הסברים חלופיים פוטנציאלים שעשויים לשלול את התצפית. הסברים חלופיים כאלו יכולים להיות למשל מערכות כפולות של כוכבים. באמצעות ניצול הידע הקיים של כמה נפוצות מערכות כפולות כאלו והיכן הן ממוקמות בגלקסיה, אפשר להגיע לסבירות גבוהה של 99% ומעלה.
החוקר שפיתח את השיטה החדשה, טימות’י מורתון מאוניברסיטת פרינסטון בניו ג’רזי, הסביר שגם בעבר היו שיטות כאלו אך עד כה הן נעשו באופן מצומצם ולא אוטומטי. השיטה החדשה שהוא פיתח נעשית באופן ממוחשב ומחשבת את הסבירות לכל כוכב לכת בתוך מספר דקות בלבד.
“אפשר לחשוב על מועמדים לכוכבי לכת כמו פירורי לחם”, מורטון הסביר. “אם תפיל פירורי לחם גדולים על הרצפה, תוכל לאסוף אותם אחד אחד. אבל, אם תשפוך חבילה שלמה של פירורים זעירים, תצטרך מטאטא. הניתוח הסטטיסטי הזה הוא המטאטא שלנו”.
במסיבת העיתונאים שבה הכריזה נאס”א על התגלית נמסר שמבין כוכבי הלכת החדשים בערך 100 מוערכים כבעלי פחות מ-1.2 מסות ארץ, ולכן רוב הסיכויים שהם סלעיים בדומה לכדור הארץ. “סלעיות” כוכב הלכת אינה מספיקה בחיפוש אחר “הגביע הקדוש” של אקסופלנטות – כוכב לכת דמוי ארץ שנמצא באזור הישיב סביב כוכב הלכת, לא רחוק מדי ולא קרוב מדי לכוכב האם שלו, כך שהוא מקבל מספיק אנרגיה כדי לאפשר קיום של מים נוזליים על פני כוכב הלכת.
מתוך 100 אלו 9 זוהו בתוך האזור הישיב. ביחד עם שאר כוכבי הלכת הידועים באזור זה, המספר שלהם עומד כעת על 21 כוכבי לכת שעשויים להתאים לקיום חיים.
חשוב לציין שלמרות זאת הם עדיין עשויים להיות עויינים לקיום חיים, מכיוון שגורמים נוספים משפיעים על כך. כך למשל, כוכב הלכת נוגה נמצא לפי חלק מההערכות בקצה של האזור הישיב של השמש שלנו, אך עקב האטמוספירה הצפופה שלו שמורכבת בעיקר מפחמן דו-חמצני, התרחש בו תהליך מואץ של אפקט חממה, שמביא את הטמפרטורות בפני השטח למעל 400 מעלות צלזיוס. בהחלט לא מקום שמעודד חיים.
טלסקופ החלל קפלר שוגר ב-2009 והמשיך את משימתו המרכזית עד 2013, אז קרתה בו תקלה מכנית שחייבה את הפסקת המשימה המרכזית. מנהלי המשימה הצליחו “להציל” את הטלסקופ והמשיכו במשימה משנית המכונה K2, שמחפשת גם היא אחר כוכבי לכת חוץ-שמשיים, אך כוכבי הלכת שהוכרזו כעת נלקחו מהתצפיות הקודמות של המשימה המרכזית. לפי נאס”א ישנם עוד 1,327 מועמדים שרוב הסיכויים שיאומתו ככוכבי לכת, ועוד 707 תצפיות שככל הנראה יתבררו כמוטעות.
טלסקופ החלל קפלר הוא אחת המשימות הראשונות לאיתור כוכבי לכת חוץ-שמשיים, בענף מחקרי שמתפתח בקצב אסטרונומי בשנים האחרונות. מלבד התצפיות הקרקעיות שהולכות וגדלות משנה לשנה, בשנה הבאה ישוגר לחלל טלסקופ החלל TESS של נאס”א. TESS יזכיר מאד את קפלר וישתמש גם הוא בשיטת הטרנזיט, אולם הוא יצפה על כל כיפת השמיים ועל כוכבים קרובים ובהירים יותר למשך זמן קצר יותר, בעוד קפלר צפה על נקודה מצומצמת וקבועה בשמיים לזמן ממושך של 4 שנים. טלסקופ נוסף של סוכנות החלל האירופאית בשם CHEOPS ישוגר ב-2018 וישתמש גם הוא בשיטת הטרנזיט.
ב-2018 ישוגר גם טלסקופ החלל ג’יימס ווב שישמש כ”יורש” של טלסקופ החלל האבל הוותיק. ווב, שיהיה הטלסקופ הגדול ביותר ששוגר אי פעם לחלל, יוכל לנתח את ההרכב הכימי של האטמוספירות של כוכבי לכת אלו. הרכב כימי כזה, בדומה לאטמוספירה של כדור הארץ שמלאה בעדויות לקיום חיים (כמו חמצן ומתאן), עשוי להעיד על קיום חיים על כוכבי לכת מרוחקים. מדעני נאס”א מתכננים גם משימות מתקדמות עוד יותר, כאלו שיוכלו להסתיר את האור של הכוכב שסביבו חגים כוכבי הלכת ולצפות בהם באופן ישיר (כגון טלסקופ החלל WFIRS).
7 תגובות
אדי,
בהתייחסותך לשגיאה אני חושב שאתה מתייחס לערכים הגבוהים שניתנים לפרמטרים ולא לנוסחה עצמה. בקשר לערכים שניתנים לפרמטרים, גם אני וגם אתה מנסים לבצע ניחוש מושכל, מכיוון שאין לנו מספיק נתונים סטטיסטיים עם דרגות חופש גבוהות מספיק כדי לבצע סטטיסטיקה נכונה. הבעיה היא שהכוכב לכת היחיד שאנחנו באמת מכירים מקרוב הוא כדוה”א, ולכן אנו לא יודעים אם הוא יוצא מן הכלל או הכלל. דרך אגב, במקרה זה, אפילו עדיף שנתייחס למשוואת סיגר, שמתייחסת לגילוי חיים דרך צפייה בגזים שבאטמוספירה של כוכבי הלכת החיצוניים.
יש לנו 3 כוכבי לכת דמויי כדוה”א במערכת השמש וכרגע אנחנו יודעים בוודאות שיש חיים רק באחד מהם. אנחנו לא יודעים בוודאות שאין חיים בשני האחרים או אם היו בזמן כלשהו בעבר, שהם מאדים ונוגה, למרות שהסיכויים לחיים בנוגה מאוד קלושים (יש תיאוריה שמדברת על אפשרות של קיום חד תאיים באטמוספירה העליונה של נוגה).
בקשר למאדים, הסיכויים שם עלו מאז הגילוי של מים זורמים במאדים, ובנוסף, ככל הנראה מאדים היה מכוסה במקווי מים גדולים בעברו. אם ניסתכל על הדוגמה היחידה שאנחנו מכירים, החיים בכדוה”א התחילו ממש כאשר נוצרו התנאים שאפשרו יצירת חיים (האביוגנסיס). המיידיות הזאת מרמזת על כך שייתכן שחיים נוצרים יחסית בקלות והתופעה שכיחה ברגע שהתנאים המתאימים קיימים. אם כך, ייתכן שזה היה גם המצב במאדים, וחיים נוצרו שם בעבר כאשר הוא הכיל מקווי מים גדולים.
אם נסתכל על הנתונים האחרונים מהמחקרים של האקסטרימופילס (צורות חיים שיכולות לשרוד בתנאי קיצון), אנו רואים שחיים מסתגלים לטמפרטורות גבוהות, טמפרטורות נמוכות, מים מועטים, קרינה גבוהה, וכו. ניתן לשער שאולי חלק מצורות החיים בעברו של מאדים, הצליחו לשרוד בנישות מסויימות על המאדים, כגון במעמקי האדמה או במערות במאדים, וכו.
בנוסף לכך כיום גם מדברים על אפשרויות של חיים בירחים של ענקי הגז. מתברר שגם שם יש מים נוזלים (אפילו אוקיינוסים שלמים), ושוב אם התנאים קיימים אולי גם שם הצליחו להתפתח צורות חיים פרמיטיביות.
מעניין אותי מהיכן הסטטיסטיקה שהבאת לגבי הסבירות של האביוגנסיס?
מצד שני, יש תעלומה שעדיין אין לה תשובה: כל צורות החיים הקיימות כיום בכדוה”א התפתחו מאותה שושלת של חיים ראשוניים, ואין שושלות מתחרות אחרות. השאלה היא מדוע לא נוצרו שושלות אחרות של חיים במקביל לנוכחית? האם השושלת הנוכחית הייתה כל כך מוצלחת שהיא תפסה את כל הנישות הפנויות וגרמה להכחדת האחרות? האם האחרות נכחדו בהכחדות הגדולות? או שבעצם נוצרה רק שושלת אחת?
אין לנו מספיק נתונים כיום כדי לענות על שאלות אלו.
אבי כהן,
בענין נוסחת דרייק – השגיאה בנוסחה ברורה, ומתמקדת בהערכת גורם ה (F (l . מסתבר, שהסבירות ליצירה ספונטנית של תא אורגני ראשוני שורד היא בחזקה עשרונית שלילית בסדר גודל של מינוס כמה עשרות ואף יותר, בהתחשב בתנאי כדור הארץ בתקופותיו השונות. סדרי הגודל האלה שוללים היתכנות מעשית ליצירה ספונטנית של תא, או לפחות ממזערים אותה מאוד מאוד (לצורך הטיעון הזה, אני מניח שתאוריות הפנספרמיה אין בהן ממש, לא ברמה התאורטית – בגלל הבעיה ההסתברותית הנ”ל וגם בגלל שהיא ספקולציה שאינה ניתנת להוכחה או לשלילה; ובודאי לא ברמה האמפירית) .
להנחות הבריאתניות – הכוונה בדברי בתגובה הקודמת היתה לכך שרק הנחה בריאתנית כלשהי מסוגלת לפרק את הבעיה ההסתברותית. התכוונתי להנחה בריאתנית מינימליסטית, או מוגבלת. הנחה כזו מממשת את הסיכוי ליצריה של חיים.
מאיר,
כפי שאמרו קודמי כאן, והייתי רוצה לחדד זאת: ייתכן כפי שאתה אומר, שיש חיים ביקום שהם לא דומים לצורות החיים שיש בכדוה”א, וגם ייתכן שהם הרוב ואנחנו המיעוט.
אבל ה”אבל” הגדול הוא שאנו מחפשים חיים שאנחנו “מסוגלים למצוא” ולא חיים “שאין לנו מושג מה הם ואיך ניתן לצפות בהם”. לכן הכוכב לכת הראשון שנגלה עם חיים יהיה עם חיים שדומים לשלנו, שסביר שהם פולטים חמצן ומתאן כמונו, כי זה מה שאנו מסוגלים לגלות עם הטכנולוגיה שלנו בהווה.
זהו לא שובניזם ביולוגי ,פשוט מגבלות של הידע והטכנולוגיה שלנו. יהיה קשה מאוד לשלוח חלליות וגשושיות למרחקים האלו מכיוון שהם רחוקים שנות אור רבות מכאן, ולכן אנו מחפשים אותן בדרכים עקיפות.
המדענים ישמחו מאוד למצוא עדויות לחיים שונים לגמרי מחיים שמוכרים לנו, אך הם לא יודעים איך ניתן לחפש אותם.
לאדי:
זה מוזר שאתה מזכיר שסטטיסטית הסיכויים למצוא חיים הן קטנים ביותר דווקא בהקשר לכתבה זאת, מכיוון שדווקא הנתונים המפורסמים בכתבה זו, מקפיצים את הסיכויים האלו בהרבה.
כמובן שיש עוד הרבה תנאים לצורך קיומם של חיים כמו אטמוספירה מתאימה, כפי שמוזכר בכתבה, אבל קודם כל צריך כוכבי לכת סלעיים ובאזור החיים, וזהו רק צעד ראשון והכרחי. לאחר שיהיו לנו מספיק נתונים סטטיסטיים לגבי האזור שלנו בגלקסיה, נוכל להתקרב למספרים סטטיסטיים מדויקים יותר לצורך הערכה של מספר הכוכבים המסוגלים להכיל חיים בגלקסיה.
תסתכל במשוואת דרייק שמהווה מעיין מפת דרכים לחישוב המקדמים הסטטיסטיים, לצורך חישוב מספר התרבויות האינטליגנציות ביקום. כרגע אנחנו מקבלים את הנתונים של מספר כוכבי הלכת, ומתוכם את האחוזים שנמצאים באיזור החיים, ולפי הנתונים האחרונים שיש יותר כוכבי לכת מכוכבים, הסיכויים כנראה גדולים מאוד.
וגם לא ברור למה אתה מתכוון בהנחות בריאתניות מכיוון שהנחות כאלו דווקא תומכות ברעיון שאנו הכוכב היחיד עם חיים, מכיוון שבני האדם הם נזר הבריאה היחיד המוזכר בכתובים.
מאיר
אנחנו כנראה בכלל לא נוכל לזהות צורות חיים שהן מאד שונות מצורת החיים שאנחנו מכירים. מצד שני – פרוייקטים כמו SETI מחפשים חיים כל פי שידורים. במקרה הזה, צורות החיים יכולות להיות מאוד שונות משלנו.
מאיר,
יש לך קונספט כלשהו לגבי “חיים מסוגים אחרים” כוכבים או פלנטות במרחבי היקום?
אם כן – נשמח מאוד אם תתאר אותו ומי שמתעקש על קיומם של חיים במקומות אחרים – ידע מה לחפש, לפחות באופן כללי. יכול להיות שהסיכוי למציאת “חיים מסוגים אחרים” יעלה על הסיכוי למציאת חיים מהסוג המוכר לנו (שהוא זעיר ביותר עד אפסי, מכל בחינה הסתברותית מעשית, אלא אם כן מניחים הנחות בריאתניות כלשהן), ואז הרווחנו סוף סוף משהו מהדיון האובסיסי בקיומם של חיים במקומות אחרים, שנס”א מנסה לעורר מתוך אינטרסים של עירור תודעה ציבורית כוזבת לצורך קבלת תקציבים לפרויקטים שונים ואף משונים.
אם לא – התמיהה שלך שייכת לחקר התודעה והתפיסה האנושית בפסיכולוגיה ובמחקר התרבות, או בחקר תורת השיווק ופסיכולוגית ההמונים (של נס”א וגורמים אינטרסנטיים אחרים).
בכל מקרה, עם הטענה שלך לגבי החיפוש הקיים שהוא ” מגוחך וחסר תועלת ” אני מסכים לגמרי, ככל שהוא מתיחס לאינטרסים מחקרים מדעיים מדוייקים, אם כי בעיקר על סמך הטענה לחוסר שחר וחוסר תכלית בהיבט ההסתברותי.
ועדיין – לעצם התופעה של החיפוש הזה יש עדיין משמעות מבחינת המחקר בתחומים אחרים (כמו שציינתי – פסיכולוגיה, תרבות, שיווק וכו’). אבל הרי לא לשם כך כינסו אותנו נס”א וגורמים אינטרסנטיים אחרים בהודעות ובעיסוק האובססיבי בנושא… .
שאלה למחשבה, למה אנו מחפשים רק חיים מהסוג שאנו מכירים? למה אנו מגבילים את החיפוש רק לצורות החיים שנוצרו בתנאים הקיימים כאן? החיים שנוצרו בכוכב שלנו הם לפי התנאים הקיימים בו, אבל למה שלא ייווצרו חיים מסוג אחר בכל שאר הכוכבים לפי התנאים השונים שיש בהם?!
למה שלא נחפש חיים גם בכוכבים ענקיים וקרובים/ רחוקים מהשמש? חיים מסוג שלא מוכר לנו, כאלו שיכולים להתקיים גם שם.
– לחפש בכוכב אחר חיים מהסוג המוכר לנו, זה כמו לחפש שם יצורים שיודעים דווקא לדבר באנגלית.
ואם בכל זאת נרצה לחפש חיים בדיוק כמו אלו הקיימים כאן, אז ישנם עוד המון תנאים לקיום חיים כאלו מלבד הגודל והמרחק מהשמש. נצטרך למצוא כוכב הזהה באופן מוחלט לכוכב שלנו.
מסקנה: החיפוש הזה מגוחך וחסר תועלת. כי אנו מגבילים את החיפוש לסוג הכוכב היחיד שנמצאו בו חיים, הכוכב שלנו. שזהו חיפוש חסר כל סיכוי, ואנו לא מחפשים חיים שונים מכיון ש’משום מה’ עד עכשיו לא מצאנו כאלו בכוכבים המוכרים לנו (אולי כי הסיכוי למצוא אותם הוא אפסי לא פחות)…