מערכות שמש כמו שלנו אינן נדירות

גילוי כוכב לכת נוסף הנע במרחק גדול מהכוכב שלו מבסס את ההשערה, שקיימות מערכות דומות למערכת השמש הפעם, טוענים החוקרים, העדויות "חקוקות בסלע" (או לפחות בעננת האבק)

תצלום: אוניברסיטת ALדימוי של הכוכב פומאלוט וכוכב הלכת שלו. החוקרים הסיקו את קיומו של כוכב הלכת מניתוח העיוות בעננת האבק המקיפה את הכוכב

צוות חוקרים בריטי-אמריקאי גילה מערכת שמש רחוקה הדומה ברבים ממאפייניה למערכת השמש שלנו. הגילוי הוא שלב נוסף בחיפוש אחר כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש. בשנים הבאות מתוכננות כמה משימות לחלל, האמורות לספק שברי תמונות ראשונים של עולמות רחוקים אלה.

צוות החוקרים, שבו שותפים חוקרים מאוניברסיטת יו-סי-אל-אי בקליפורניה  ומהמרכז לטכנולוגיות אסטרונומיות באדינבורו, עשה שימוש בתצפיות של מצפה הכוכבים מקסוול בהוואי. במצפה זה מותקן חיישן מתקדם המאפשר לצפות בתחום התדרים שבין גלי רדיו לאור אינפרא-אדום. ראש הקבוצה האמריקאית, פרופ' בנג'מין צוקרמן, מדווח כי "כעת יש בידינו עדויות 'חקוקות בסלע' לגבי כוכבי לכת גדולים במסלולים רחבים סביב כוכבים".

החיפוש אחר כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש הוא אחד התחומים המרכזיים כיום באסטרונומיה. הכוכבים שאנו רואים בשמים הם, כידוע, שמשות כמו השמש שלנו, הנמצאות במרחק רב מאוד מכדור הארץ. עד לשנות התשעים הניחו אסטרונומים כי סביב חלק מאותן שמשות רחוקות סובבים כוכבי לכת, כמו במערכת שלנו, אך לא היתה לכך שום ראיה. אמנם לא היה סביר להניח כי ממיליוני מיליוני הכוכבים ביקום רק סביב השמש שלנו נוצרו כוכבי לכת, אך בשביל המדענים נשארה השאלה פתוחה עד להשגתה של עדות בתצפית.

העשור האחרון הביא עמו התפתחויות רבות בטכנולוגיה של טלסקופים ושל מכשירים אסטרונומיים נוספים. הללו סיפקו לראשונה עדויות להימצאותם של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו. במשך שנות התשעים התגלו כמאה כוכבי לכת סביב כוכבים שונים וכוכבי לכת נוספים מתגלים בקצב הולך וגובר.

לחיפוש אחרי כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שני יעדים מדעיים חשובים. הראשון: מציאתם תחזק את האפשרות שיש חיים במקומות אחרים ביקום. על מנת שיתקיימו חיים מחוץ לכדור הארץ, חיים הדומים באופיים לחיים שאנו מכירים, עליהם להתפתח על פני כוכב לכת. העובדה כי קיימים כוכבי לכת סביב כוכבים רבים, וכי הופעת כוכבי לכת היא תופעה שכיחה, מחזקת את אפשרות קיומם של חיים חוץ-ארציים.

היעד המדעי השני הוא הבנת היווצרותה של מערכת השמש שלנו. תצפיות על מערכות שמש במקומות שונים ובשלבים שונים של התפתחות מספקת לנו מידע חיוני על דרך התפתחותה של מערכת השמש שלנו והתפתחותו של כדור הארץ. המערכת שעליה דיווח הצוות הבריטי-אמריקאי היא בת כמאתיים מיליון שנה ומהווה תמונה קדומה של מערכת השמש שלנו, שהיא בת כחמישה מיליארד שנה.

למרות ההתפתחות הרבה בטכנולוגיות תצפית בעשור האחרון, ציד כוכבי הלכת עדיין נחשב לקשה ביותר: הכוכבים בהירים מאוד וכוכבי הלכת החגים סביבם רק מחזירים את אור הכוכב והם חיורים מאוד, ולכן קשה לראותם. אפשר להשוות זאת לניסיון לאתר אור של נר המוצב ליד פנס מגדלור רב עוצמה. גם אם יש בידינו משקפת בעלת הפרדה מספיקה על מנת להבחין בנר, אור הזרקור החזק יקשה עלינו לראותו. הטלסקופים ומכשירי התצפית החדישים חזקים ביותר, אך אפילו באמצעותם לא ניתן עדיין לראות כוכבי לכת באופן ישיר. לעומת זאת, מכשירים אלה מאפשרים תצפית עקיפה באמצעות טכניקות שונות.

שיטת הזיהוי שהובילה לגילוים של מרבית כוכבי הלכת היא מדידת הרטט (wobble) בתנועת הכוכב. כוכבי הלכת גורמים לשינויים מחזוריים קטנים בתנועתו הנצפית של הכוכב שסביבו הם חגים, בשל המשיכה שהם מפעילים עליו. כוכב הלכת אינו סובב סביב הכוכב בדיוק – למעשה הכוכב וכוכב הלכת סובבים שניהם סביב נקודה בחלל הנקראת "מרכז המאסה של המערכת". אפשר להבהיר זאת אם נחשוב על יידוי פטיש: לצופה מהצד רואה שתנועתו של הספורטאי מושפעת ממשקל הכדור שבקצה החבל, ונראה כי שניהם נמצאים במעין מחול סביב נקודת ביניים כלשהי. גם אם לא ניתן היה לראות את הכדור כלל, ברור היה לכל צופה כי הספורטאי מניף חפץ כבד כלשהו. באופן דומה לכך אפשר להסיק מתצפיות, ללא ראייה ישירה של כוכב הלכת, כי הוא אכן נמצא שם ו"מושך" את הכוכב שלו. שינויים קטנים הנצפים בתנועת הכוכב מסגירים את כוכבי הלכת המשנים במעט את תנועתו.

המגבלה בשיטת זיהוי זו היא שאפשר לגלות באמצעותה בעיקר כוכבי לכת גדולים מאוד (בערך בגודל של צדק, הגדול מבין כוכבי הלכת של השמש שלנו), הנמצאים במסלול קרוב מאוד לכוכב שלהם. כוכבי הלכת הללו זכו לכינוי "צדקים חמים" (Hot Jupiters).

שיטה נוספת לגילוי כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש היא מדידת השינוי בעוצמת האור הנצפית של הכוכב כתוצאה ממעבר של כוכב הלכת בינו לבין הצופה. לעתים מתרחש מעין ליקוי קטן של הכוכב על ידי כוכב הלכת העובר לפניו ומסתיר חלק קטן ממנו. היות שכוכב הלכת קטן באופן משמעותי מהכוכב, הירידה בעוצמת האור קטנה מאוד – עד כאחוז אחד בלבד. מתצפיות חוזרות על הכוכב ניתן להבחין באותו שינוי מזערי אך מחזורי בעוצמת האור ולהסיק את הימצאותו של כוכב הלכת. לשיטה זו שתי מגבלות בולטות. ראשית: השינוי בעוצמת האור כה פעוט עד כי קשה להכריע אם הוא נגרם על ידי כוכב לכת או כתוצאה מהפרעה כלשהי. שנית: באמצעות שיטה זו אפשר לאתר רק כוכבי לכת שמסלולם עובר בין הכוכב לבין הצופה בו.

חברי הצוות הבריטי-האמריקאי השתמשו בשיטה נוספת, המתמקדת באיתור כוכבי לכת על ידי ניתוח העיוותים בעננות האבק הנצפות סביב הכוכב שלהם. במערכות שמש צעירות אפשר לצפות בעננה ענקית של גז ואבק האופפת את המערכת כולה. בתנועתם סביב הכוכב גוררים אחריהם כוכבי הלכת שובל של אבק ויוצרים עיוות בעננה שבו ניתן להבחין בתצפיות. קבוצת החוקרים הבריטית-האמריקאית חקרה עננת אבק מסוג זה וזיהתה כוכב לכת הדומה בגודלו לכוכב הלכת שבתאי במסלול רחב סביב הכוכב פומאלוט (Fomalhaut) המרוחק כ-25 שנות אור מכדור הארץ.

כדי לעבור לשלב הבא במחקר יש להעביר את מכשירי הגילוי אל מחוץ לאטמוספירה של כדור הארץ, וכך לעקוף את ההפרעות הקשות הנגרמות על ידיה. סוכנות החלל האמריקאית וסוכנות החלל האירופאית עומדות לשגר בשנים הבאות כמה חלליות האמורות לפרוץ דרכים חדשות בתחום מחקר זה. הפרויקטים הקרובים הם החללית "קפלר" של סוכנות החלל האמריקאית והחלליות "קורוט" ו"אדינגטון" של סוכנות החלל האירופית, שאמורות להיות משוגרות סביב שנת .2005 שלושת הפרויקטים הללו אמורים להציב בחלל טלסקופים עתירי עוצמה שיוכלו לאתר כוכבי לכת באמצעות שיטת הליקוי.

פרויקטים רחוקים ומורכבים יותר הם ה"פלנט פיינדר" האמריקאי ו"דארווין" האירופי התוכננים לשיגור סביב שנת .2015 מדובר במכשירי תצפית ענקיים מסוג אינטרפרומטר (Interferometer) הכוללים כשישה גופים נפרדים שישייטו בחלל במבנה רחב ויאספו נתונים על ידי שיתוף פעולה מתוזמן היטב ביניהם. הטכנולוגיה החדישה של המכשירים הללו (הנמצאת עדיין בפיתוח) אמורה להקנות להם את היכולת "לבטל" את האור החזק המגיע מהכוכב עצמו על מנת לאפשר, לראשונה, תצפית ישירה בכוכבי הלכת.

פרופ' צבי מזא"ה, יו"ר המכון לאסטרונומיה באוניברסיטת תל אביב, הוא אחד מן החוקרים הבכירים בתחום גילוי הכוכבים מחוץ למערכת השמש והיה שותף בגילויים רבים בתחום זה, לרבות גילוי המועמד הראשון לכוכב לכת מחוץ למערכת השמש שלנו. בהתייחסו לפרסום המאמר של הצוות הבריטי-האמריקאי העיר פרופ' מזא"ה, כי "הזיהוי של כוכבי לכת מתצפיות בעננות אבק סביב כוכבים כבר נעשה בשנים קודמות, אך עצם המחקר ההולך ומתפתח של העננות הללו יכול להוביל לתגליות חשובות". פרופ' מזא"ה ציין כי פרויקט ישראלי לאיתור כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, בשיתוף קבוצות מחקר מארה"ב והונגריה, יחל בקרוב במצפה הכוכבים ע"ש וייז במצפה רמון. הפרויקט יכלול טלסקופ בעל שדה רחב שיצלם באופן שוטף עשרות אלפי כוכבים, ומחשב שיערוך השוואות של עוצמת האור של כוכבים שונים על מנת לנסות ולאתר ליקויים המעידים על הימצאות כוכבי לכת במסלול סביבם.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן