מחקר חדש בעזרת טלסקופ ALMA חושף כי התפרצויות קרינה תכופות ועזות במיוחד מפרוקסימה קנטאורי עלולות להשמיד את האטמוספירה של כוכבי לכת סמוכים ולהפוך אותם לבלתי ראויים לחיים
באמצעות מצפה הרדיו ALMA אסטרונומים גילו כי פרוקסימה קנטאורי – הכוכב הקרוב ביותר לשמש – פולט לעיתים קרובות התפרצויות באנרגיה גבוהה, באורכי גל של מילימטרים. התפרצויות אלו עלולות לשנות באופן משמעותי, ואולי אף לשחוק לחלוטין, את האטמוספירה של כוכבי הלכת הסמוכים לו באזור החיים.
פרוקסימה קנטאורי נמצא במרחק של מעט יותר מארבע שנות אור מאיתנו, והוא הכוכב הקרוב ביותר למערכת השמש. מדובר בננס אדום פעיל במיוחד. בעוד שהתפרצויות נצפו בו זה זמן רב בתחום האור הנראה, מחקר חדש באמצעות מצפה ALMA (Array Atacama Large Millimeter/submillimeter) מצא כי הכוכב מפגין פעילות אינטנסיבית גם בתחומי הרדיו והגלים המילימטריים. תצפיות אלו מעניקות הבנה חדשה על האופי החלקיקי של ההתפרצויות ומעלות שאלות חשובות לגבי השפעתן האפשרית על התאמת החיים בכוכבי הלכת הסמוכים.
כוכב פעיל במיוחד
פרוקסימה קנטאורי ידוע בכך שהוא מארח לפחות כוכב לכת אחד דמוי־ארץ, הנמצא באזור החיים של המערכת. בדומה להתפרצויות סולאריות מהשמש שלנו, גם ההתפרצויות של פרוקסימה פולטות אנרגיה בכל תחומי הספקטרום האלקטרומגנטי, ומשחררות פרצי חלקיקים עתירי אנרגיה המכונים חלקיקים אנרגטיים כוכביים (Stellar Energetic Particles).
עוצמת ותדירות ההתפרצויות עשויות להוות סכנה חמורה לכוכבי הלכת הסמוכים. אם ההתפרצויות חזקות מספיק, הן עלולות לשחוק את האטמוספירה ולפגוע ברכיבים חיוניים כמו שכבת האוזון והמים – מה שעלול להפוך את כוכבי הלכת הללו לבלתי ראויים לחיים.
חקירת ההתפרצויות באמצעות ALMA
צוות אסטרונומים בהובלת קיאנה ברטון מאוניברסיטת קולורדו ופרופ' מרדית' מקגרגור מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס, השתמש בנתוני ארכיון ובתצפיות חדשות מטלסקופ ALMA כדי לחקור את התפרצויות פרוקסימה קנטאורי בתחום גלי המילימטר.
לפרוקסימה קנטאורי מבנה שונה מהשמש – הוא קטן יותר ובעל שדה מגנטי חזק בהרבה, והמבנה הפנימי שלו ככל הנראה קונבקטיבי באופן מלא (כלומר זרמי פלזמה מחממים ומערבלים את כולו), בניגוד לשמש שיש לה אזורים קונבקטיביים ולא קונבקטיביים.
השדות המגנטיים של פרוקסימה נעשים מתוחים ומעוותים – עד שהם נשברים ויוצרים התפרצויות אנרגיה.
פרופ' מקגרגור סיכמה את השאלה המרכזית של המחקר:
"השמש שלנו לא מסירה את האטמוספירה של כדור הארץ, אלא יוצרת אורות זוהרים מרהיבים. יש לנו שדה מגנטי חזק ואטמוספירה צפופה. אבל אצל פרוקסימה, ההתפרצויות הרבה יותר חזקות – ויש כוכבי לכת סלעיים באזור החיים שלו. מה עושה הקרינה הזו לאטמוספירה שלהם? האם הם משתנים כימית? או שהאטמוספירה פשוט נעלמת?"
מחקר חסר תקדים בריבוי אורכי גל
זהו המחקר הראשון שמשלב תצפיות באורכי גל מילימטריים לצורך הבנה מעמיקה של פיזיקת ההתפרצויות.
החוקרים השתמשו ב־50 שעות תצפית בטלסקופ ALMA שכללו את המערך המלא בקוטר 12 מטרים ואת מערך Atacama הקומפקטי (7 מטרים). התוצאה: 463 התפרצויות אנרגיה זוהו, ברמות שבין 102410^{24} ל־102710^{27} ארג.
ההתפרצויות עצמן היו קצרות, ונמשכו בין 3 ל־16 שניות. "כשרואים את ההתפרצויות עם ALMA , אנו קולטים את הקרינה האלקטרומגנטית – כלומר את האור בגלים שונים", אומרת מקגרגור. "אבל באמצעות גלי הרדיו, אנו יכולים גם להבין את מאפייני החלקיקים המשתחררים ולמדוד את האנרגיה שלהם."
כדי לעשות זאת, החוקרים מיפו את פיזור התדירות של ההתפרצויות – כלומר כמה התפרצויות מתרחשות ברמות אנרגיה שונות. לרוב, העקומה עוקבת אחר חוק חזקה: התפרצויות קטנות יותר נפוצות, וגדולות פחות. אך אצל פרוקסימה קנטאורי יש כל כך הרבה התפרצויות, שהחוקרים הצליחו למדוד את כל הטווחים – ואף לאפיין אי־סימטריה בין שלב הפרץ לשלב הדעיכה של ההתפרצות.
תצפיות ברדיו ובתחום המילימטר מאפשרות לקבוע גבולות מדויקים לעוצמות האנרגיה של ההתפרצויות ושל החלקיקים הנלווים.
מקגרגור מדגישה: "ההתפרצויות בגלי מילימטר הן הרבה יותר תכופות – מדובר בחוק עוצמה שונה ממה שאנו רואים בתחום האופטי. אם נסתכל רק באור נראה – נפספס מידע קריטי. ALMA הוא האינטרפרומטר היחיד באורכי גל מילימטר הרגיש מספיק למדידות האלו."
עוד בנושא באתר הידען:
3 תגובות
אז רגע, יש חיים בכועב אחר?
פרוקסימה הוא השמש המשנית במערכת שיש בה 3 שמשותשמהן אלפא קנטאורי היא השמש העיקרית.
המערכת קרויה על שם אלפא קנטאורי ולא על שם פרוקסימה
בשורה הראשונה "אסטרונומים גילו כי פרוקסימה קנטאורי – כוכב הלכת הקרוב ביותר לשמש" – נא למחוק את המילה "לכת" כיוון שפרוקסימה קנטאורי הוא כוכב.