קפלר גילה לראשונה מועמדים לכוכבי לכת סלעיים באיזור החיים

בתגלית היה מעורב גם האסטרונום הישראלי אבי שפורר מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה

טלסקופ החלל קפלר של נאס”א גילה מועמדים לכוכב לכת בגודל של כדור הארץ, הראשון מסוגו, וחשוב יותר הוא הראשון מסוג זה שמתגלה באיזור החיים, איזור שבו מים נוזלים יכולים להתקיים על פני השטח של כוכב הלכת.
חמישה מהמועמדים לכוכבי לכת דומים בגודלם לכדור הארץ נמצאים באיזור החיים של כוכב קטן וקר מהשמש. קפלר גם גילה שישה כוכבי לכת שכבר אושרו המקפים את הכוכב קפלר-11, הדומה לשמש. זוהי הקבוצה הגדולה ביותר של כוכבי לכת המקיפים כוכב שהתגלו בשיטת הליקוי.

קפלר מתבונן בחתימת כוכבי הלכת באמצעות מדידת הירידה הזעירה בבהירות הכוכב הנגרמת בשל מעבר כוכב הלכת לפניהם בשדה הראיה שלנו. שיטה זו ידועה בשם שיטת המעבר. מכיוון שמעבר של כוכבי לכת באיזור החיים של שמש כמו שלנו דורש בערך כשנה, ונדרשים שלושה מעברים לצורך וידוא העובדה שמדובר בכוכב לכת, אישור התגלית יידרוש שלוש שנים לפחות.

משימת קפלר גילתה 1235 גופים שהם יכולים להיות פלנטות, כולל 54 פלנטות שהן בדיוק במרחק המתאים מהכוכב שלהן, כך שהן לא יותר מידי חמות ולא יותר מידי קרות והם עשויים להכיל מים נוזליים. אי טי קורא לנו ואולי אף מתקשר אלינו ברגע זה ממש…

מגזין נייצ’ר מדווח על כך שזוהו מאות כתמים שמימיים, שמעריכים ויתכן כי אלה הן פלנטות, ואף כמה מהן יכולות להיות בהחלט מועמדות לכדור הארץ מספר שתיים – פלנטה סלעית קטנה, בעלת מסלול של כמה מאות ימים, עליה יכולים להתקיים מים וגם כמובן חיים.

בחודש שעבר, מספרים בנייצ’ר, נאסא הכריזה על התגלית של הפלנטה הקטנה ביותר הקיימת מחוץ למערכת השמש שלנו. קוטרה הוא פי 1.4 מזה של כדור הארץ ומסתה פי 4.6 מזה של כוכב הלכת שלנו. למרות שהפלנטה מסתובבת יותר מידי קרוב לכוכב שלה מכדי שהיא תוכל לתמוך בחיים, החדשות דווחו כפריצת דרך משמעותית בחיפוש אחר כדור ארץ חדש, בייחוד בגלל שהיא הפלנטה הקטנה הסלעית הראשונה מחוץ למערכת השמש.

הפלנטה נתגלתה על ידי רכב החלל קפלר של נאסא. רכב החלל קפלר תוכנן כטלסקופ חלל בקוטר של 0.95 מטרים במטרה לגלות אקסו-פלנטות (פלנטות מחוץ למערכת השמש). הוא פועל על ידי זה שהוא מנטר שינויים באור מהכוכבים. בניגוד למרבית הטלסקופים שממוקמים על הקרקע, משימת קפלר מתוכננת להתמקד באותו שדה ראיה במשך 3 עד 4 שנים. שדה זה מכיל בערך 150,000 כוכבים במערכות לירה וסיגנוס. מערכות אלה נבחרו בגלל שיש בהן כל כך הרבה כוכבים שהם דומים לשמש שלנו. בגלל שקפלר מתמקד באותה נקודה הוא מסוגל לחזור על תצפיות, לבצע שלוש או ארבע תצפיות חוזרות של מעברים של פלנטות קטנות במסלולים של שנה, המסלול של כדור הארץ סביב השמש. וכך הוא מסוגל ללכוד פלנטות דומות לשלנו.

שני אסטרונומים מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה,  טים בראון ואבי שפורר, מעורבים במשימה. שניהם גם מדענים במצפה הגלובלי קומברס, המסונף לאוניברסיטה, ואשר מנוהל על ידי בראון.

בראון הוא חוקר שותף בקפלר והוא היה בעל תפקיד משמעותי בפרויקט מתחילת תכנונו בראשית שנות התשעים. הוא חתום בין היתר על קטלוג של כ-156 אלף כוכבים דמויי שמש בתוך מיליוני כוכבים בשדה הראיה של קפלר.

ניתוח סטטיסטי של דוגמאות של מועמדים רבים לכוכבי לכת מראים לנו כי כוכבי לכת באים בקבוצות, משמעות הדבר היא שהם שוכנים צד בצד עם עוד כוכבי לכת והם לא בודדים” אמר שפורר.

תוצאה מעניינת נוספת מבוססת על הדוגמה הגדולה של מועמדים שהתגלו על ידי קפלר היא שכאשר מתחשבים בסבירות הגיאומטרית של כוכב לכת עלבור מלפני השמש שלו, קרובה ל-20% מכל הכוכבים שיש להם כוכבי לכת, משמעות הדבר היא שחלק נכבד מהכוכבים בשמים מוקפים על ידי עולמות זרים” אומר בראון.

נייצר מספר שהאסטרונומים מורידים מרכב החלל קפלר כל חודש למחשבים בנאסא זרם של נתוני עוצמת אור אותם לכד קפלר. ישנה ירידה בבהירות של הכוכבים בעוד הפלנטות חולפות מקדימה לכוכבים או עוברות על פניהם. האסטרונומים זקוקים לשלוש עד ארבע מעברים כאלה כדי להיות בטוחים שהם מצאו פלנטה. ממירים את הנתונים האלה לגרפים שאותם המחשב מפיק. הגרפים מראים את עוצמת האור מהכוכב על ציר אחד ועל הציר השני את השינוי בזמן של העוצמה הזו. מציירים גראפים נוספים ומקבלים כתמים שתואמים לפלנטות. ואז מסננים את הרעש של המכשירים ברכב החלל קפלר. אחרי כל התהליך המייגע מסיקים שחלק מהנתונים הם פלנטות. כדי לדעת שאין מדובר ברעש אלא בפלנטה אמיתית משתמשים בטלסקופ החלל על שם ספיצר שהוא רגיש לקרינה אינפרא אדומה. הוא אידיאלי לשלילת רעשים. כמוכן הממצאים של קפלר משמשים כדי לכוון טלסקופים כאן בקרקע.

על סמך הנתונים של קפלר החוקרים מצאו מערכת שבה יש זוג פלנטות, שהן בערך בגודל של צדק, ובעלי מסה שהיא בסדר גודל של זו של שבתאי, והן מקיפות את אותו הכוכב במסלולים של כמה ימים. באותה מערכת נתגלתה עוד פלנטה ענקית. אחר כך הם גילו מערכת נוספת, שבה שש פלנטות מקיפות כוכב ולהן מחזורי הקפה של בין כמה ימים ועד כמעט 120 יום. מסותיהן נעות בין פי שתיים מזו של כדור הארץ ועד ל-300 פעמים המסה של כדור הארץ. ועכשיו גילו פלנטה צפופה נוספת, שמסתובבת סביב כוכב בדיוק כמו השמש שלנו במסלול קצר של 84 יום. הפלנטה קרובה מאוד לשמש שלה ומסתה היא פי 4.6 מזו של כדור הארץ. ואין כל ספק שבמצב זה היא סלעית. אבל בגלל שהיא קרובה לשמש שלה צד אחד שלה לפחות חייב להיות נמס כל הזמן.

כל האקסו-פלנטות שאושר קיומן עד כה מסתובבות הרבה יותר קרוב לכוכבים שלהן מאשר עושה זאת כדור הארץ. הן יותר מידי קרובות לכוכב מכדי לפתח קיום של מים זורמים, וזה מה שהרי מגדיר “אזור שיכול לאכלס חיים”. אולם בעוד הנתונים נאספים מרכב החלל קפלר ונבחנים בקפידה, מעריכים שהם יפיקו דיווחים על פלנטות יותר ויותר קטנות, עד אשר נקבל דוגמא שהיא בדיוק בגודל של כדור הארץ.

בסוף אולי נמצא פלנטה דמוית ארץ שמסתובבת סביב כוכב דומה לשמש שלנו. אם זה יהיה כך, האם על הפלנטה להיות בגודל של כדור הארץ? והאם יש להתמקד בפלנטה שעליה זורמים מים נוזליים? אולי בכלל החיים בפינות נידחות אחרות ביקום הם מגוונים ומוזרים יותר ממה שציפינו. במצב זה, אנו עשויים לחשוב על חיים על גבי עולם יבש לחלוטין ואז לגלות את הפלנטה הראשונה שמסוגלת לתמוך בחיים שבכלל לא ציפינו לגלותם.

• לכתבה בנייצ’ר
• לידיעה באתר נאס”א
• לידיעה באתר אוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה