הידען - Hayadan

יצירת כוכבי לכת קטנים לא דורשת שכיחות גבוהה של יסודות כבדים

אבי בליזובסקי ·

Summary: כך עולה מתגלית שפרסמה נאס"א הערב. לגילוי שותף אבי שפורר, אסטרונום ישראלי הנמצא באוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה, וחבר בצוות המדעי של טלסקופ החלל קפלר תהליך היווצרות כוכבי לכת בגודל של כדור הארץ נחשב לתהליך המתקיים רק ליד כוכבים העשירים ביסודות כבדים כגון ברזל וצורן. כעת מוכיחות תצפיות קרקעיות, בשילוב עם נתונים שנאספו בידי טלסקופ החלל קפלר של נאס"א כי כוכבי לכת קטנים נוצרים סביב כוכבים במגוון שכיחות של יסודות כבדים…

כך עולה מתגלית שפרסמה נאס"א הערב. לגילוי שותף אבי שפורר, אסטרונום ישראלי הנמצא באוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה, וחבר בצוות המדעי של טלסקופ החלל קפלר

תהליך היווצרות כוכבי לכת בגודל של כדור הארץ נחשב לתהליך המתקיים רק ליד כוכבים העשירים ביסודות כבדים כגון ברזל וצורן. כעת מוכיחות תצפיות קרקעיות, בשילוב עם נתונים שנאספו בידי טלסקופ החלל קפלר של נאס"א כי כוכבי לכת קטנים נוצרים סביב כוכבים במגוון שכיחות של יסודות כבדים ולפיכך, הם עשויים להיות נפוצים בגלקסיה שלנו יותר מכפי שסברו אסטרונומים עד כה.
האסטרונומים מתייחסים ליסודות הכבדים ממימן כאל "מתכות". הם מודדים את תכולת המתכות של כוכב תוך שימוש בשמש שלנו כקו בסיס. כוכבים בעלי ריכוז גבוה של יסודות כבדים בהשוואה לשמש שלנו, נחשבים עשירים במתכות. כוכב בעל ריכוז יסודות כבדים נמוך מהשמש שלנו נחשב עני במתכות.

צוות חוקרים בראשותו של לארס בוצ'הייב, אטרופיזיקאי במכון נילס בור ובמרכז המחקר הבין תחומי סטארטפלאן באוניברסיטת קופנהגן, חקרו את הרכב היסודות בלמעלה מ-150 כוכבים שמקיפים אותם 226 מועמדים לכוכבי לכת קטנים מנפטון. התצפיות הקרקעיות הספקטרוסקופיות בוצעו בטלסקופ הנורדי בלה פאלמה באיים הקנאריים, מצפה פרד לורנס ויפל בהר הופקינס אריזונה, מצפה מקדונלד באוניברסיטת טקסס באוסטין, ומצפה קק בהוואי.
"רצינו לחקור האם כוכבי לכת קטנים דורשים תנאים מסוימים כדי להיווצר, כמו כוכבי הלכת הגזיים הענקיים" אומר בוצ'הייב. "המחקר מראה כי כוכבי לכת קטנים לא מפלים ונוצרים סביב כוכבים במגוון של תכולת מתכות כבדות, לרבות כוכבים בעלי 25% מרמת המתכות של השמש."

"כוכבי לכת הם אבק כוכבים. הם נוצרים במערבולות הגז הדחוס והאבק סביב כוכבים שזה עתה נולדו. בדיסקה הקדם פלנטרית, השרידים מתגבשים ויוצרים פלנטיסימלים המתנגשים וגדלים ובסופו של דבר יוצרים כוכבי לכת.

ליבות סלעיות חייבות לגדול מספיק כדי ללכוד בכבידתם גז מהדיסקה לפני שהוא עף החוצה מהמערכת. כאשר יש שפע של מתכות כבדות, הגלעינים יכולים לגדול מהר ולמשוך אליהם מסה גדולה של גז לפני שהגז נעלם, וכך נוצרים ענקי הגז כדוגמת צדק במערכת השמש שלנו.

בדיסקות עניות במתכות הליבות לא יכולות להיווצר מספיק מהר ושלב לכידת הגז מוחמץ. התוצאה היא מערכות שבהם כוכבי הלכת הגדולים לא מתפתחים מעבר לגודל של נפטון-רהב.
כוכבי לכת גדולים וקרובים לשמש יכולים להיווצר סביב כוכבים בעלי תכולה גבוהה של יסודות כבדים, אך כוכבי לכת קטנים אינם דורשים סביבות מיוחדות כדי להיווצר. התוצאה משתקפת במחקרים האחרונים המראים כי כוכבי לכת קטנים עשויים להיות די נפוצים. הממצאים מתוארים בגליון הנוכחי של כתב העת נייצ'ר.

"קפלר זיהה אלפי מועמדים לכוכבי לכת, דבר זה איפשר לנו לחקור שאלות באשר לתמונה הגדולה כגון זו שהציע לארס: האם הטבע דורש סביבות מיוחדות ליצירת כוכבי לכת בגודל של כדור הארץ" אומר מדען משימת קפלר במרכז המחקר איימס של נאס"א בקליפורניה. "הנתונים מביאים להשערה כי כוכבי לכת נוצרים סביב כוכבים בעלי מגוון תכולת מתכות, כלומר הטבע אופורטוניסטי ושופע, ומוצא דרכים שאנו חשבנו עד כה כקשות עד בלתי אפשריות".

לגילוי שותף אבי שפורר, אסטרונום ישראלי הנמצא באוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה, וחבר בצוות המדעי של קפלר. בראיון לאתר הידען אומר שפורר "בשני העשורים האחרונים אנו עדים לתגליות רבות בתחום חקר כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, המעידים על כך שכוכבי לכת יכולים להיווצר במגוון רחב של תנאים, השונים ממה שאנו מכירים במערכת השמש." לסיכום מסביר שפורר: "הגילוי האחרון של קפלר מתמקד בפלנטות קטנות, ומראה שהן יכולות להיווצר במגוון תנאים רחב עוד יותר."