טורוס פלזמה קרה סביב ננסים אדומים צעירים גורם להתעמעמות מחזורית – ומספק “תחנת מזג אוויר חללי” למדידת חלקיקים ושדות מגנטיים מרחוק
מדענים זיהו דרך מפתיעה לחקור את מזג האוויר החללי הסמוי של כוכבים רחוקים, באמצעות צפייה בדפוסים מוזרים וחוזרים של התעמעמות האור בננסי M צעירים.
עד כמה יכול כוכב לעצב את כוכבי הלכת הנוצרים סביבו, ומה המשמעות לגבי האפשרות שעולמות רחוקים יהיו אי־פעם ראויים למגורים? לוק בּוּמה ממכון קרנגי מתמודד עם השאלה הזאת בגישה בלתי שגרתית: הוא חוקר תחנות מזג אוויר חללי טבעיות, המצויות סביב כ־10 אחוזים לפחות מננסי ה-M בשלבים המוקדמים של חייהם.
אסטרונומים כבר יודעים שרוב ננסי ה־M (שהם קטנים יותר, קרים יותר ועמומים יותר מהשמש שלנו) מארחים לפחות כוכב לכת סלעי אחד בגודל דומה לכדור הארץ. רבים מכוכבי הלכת האלה הם כנראה עוינים לחיים – חמים מדי כדי לקיים מים נוזליים או אטמוספרות יציבות, או נתונים שוב ושוב להתפרצויות עזות ורמות קרינה גבוהות. למרות זאת, מערכות אלה עשויות לשמש שדות ניסויים חשובים להבנת האופן שבו כוכבים מעצבים מחדש את הסביבות שכוכבי הלכת שלהם נאלצים להתמודד עמן.
הקושי לחקור את מזג האוויר הכוכבי
"כוכבים משפיעים על כוכבי הלכת שלהם. זה ברור. הם עושים זאת באמצעות אור, שבו קל לצפות, ובאמצעות חלקיקים – או מזג אוויר חללי – כמו רוחות השמש וסערות מגנטיות, שאותן קשה יותר לחקור ממרחק רב", הסביר בומה. "וזה מאוד מתסכל, כי אנו יודעים ממערכת השמש שלנו שחלקיקים יכולים לפעמים להיות יותר חשובים למה שקורה לכוכבי לכת".
אבל אסטרונומים לא יכולים להקים תחנת מזג אוויר חללי סביב כוכב מרוחק.
או שכן?
יחד עם מוירה ג'רדין, בומה התרכז בסוג מוזר של ננסי M המכונים משתנים מחזוריים מורכבים. אלה הם כוכבים צעירים שמסתובבים במהירות ומציגים צניחות חוזרות בעוצמת הבהירות שלהם. עד לאחרונה החוקרים לא יכלו לקבוע האם ההתעמעמות נגרמת מכתמי כוכב על פני השטח, או מחומר המקיף את הכוכב.
"זמן רב אף אחד לא ידע איך לפרש את הבהובי ההתעמעמות הקטנים והמוזרים האלה", אמר בומה. ,אבל הצלחנו להראות שאפשר ללמוד מהם משהו על הסביבה שממש מעל פני הכוכב".
גילוי טורוסים של פלזמה סביב כוכבים צעירים
כדי לזהות את הסיבה, בומה וג'רדין יצרו את מה שהם מכנים "סרטים ספקטרוסקופיים" של כוכב משתנה מחזורי מורכב מסוים. התוצאות שלהם מראות שההתעמעמות קשורה לריכוזים גדולים של פלזמה קרה שלכודה במגנטוספרה של הכוכב. השדה המגנטי של הכוכב אוחז בחומר הזה, נושא אותו כשהכוכב מסתובב ואוסף אותו לתוך גוף בצורת דונט בשם טוֹרוּס.
"ברגע שהבנו את זה, הבהובי ההתעמעמות הפסיקו להיות תעלומות קטנות ומוזרות והפכו לתחנת מזג אוויר חללי", קרא בומה. "טורוס הפלזמה מאפשר לנו דרך לדעת מה קורה לחומר ליד הכוכבים האלה, כולל היכן הוא מרוכז, איך הוא נע ומה חוזק ההשפעה של השדה המגנטי של הכוכב עליו".
עוד בנושא באתר הידען:
