"שני כוכבי הלכת שהתגלו השבוע סובבים ננס אדום בקרבת השמש הם מועמדים טובים לחיפוש אחר חיים"

כך אומר בשיחה עם אתר הידען פרופ' עמרי ונדל, אסטרופיסיקאי ממכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית. פרופ' ונדל וד"ר לב טל-אור מאוניברסיטת תל אביב שהיה שותף בקבוצה הבינלאומית שגילתה את כוכבי הלכת הגישו אתמול מאמר לכתב העת אסטרופיזיקל ג'ורנל

איפוגרפיקה המראה את איזור החיים סביב כןכב הלכת Teegarden בשני תרחישים שמרני ואופטימי, בהשוואה למערכת השמש שלנו ולכוכבי לכת אחרים שהתגלו באיזור החיים של הכוכב שלהם. קנה המידה מנורמל לגודלה של מערכת השמש שלנו. בפועל כוכבי הלכת Teegarden b ו-Teegarden c הרבה יותר קרובים לשמש שלהם. איור: C. Harman
איפוגרפיקה המראה את איזור החיים סביב כןכב הלכת Teegarden בשני תרחישים שמרני ואופטימי, בהשוואה למערכת השמש שלנו ולכוכבי לכת אחרים שהתגלו באיזור החיים של הכוכב שלהם. ציר ה-X אינו מייצג את המרחק מן השמש (הכוכב) אלא את כמות הקרינה שכוכב הלכת מקבל מכוכב האם. בפועל כוכבי הלכת Teegarden b ו-Teegarden c הרבה יותר קרובים לשמש שלהם. איור: C. Harman

"שני כוכבי הלכת שהתגלו השבוע הסובבים ננס אדום בקרבת השמש הם מועמדים טובים לחיפוש אחר חיים". כך אומר פרופ' עמרי ונדל, אסטרופיסיקאי ממכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית. פרופ' ונדל וד"ר לב טל-אור מאוניברסיטת תל אביב שהיה שותף בקבוצה הבינלאומית שגילתה את כוכבי הלכת הגישו אתמול מאמר לכתב העת אסטרופיזיקל ג'ורנל (הגשה ראשונית שהתאפשרה לאחר הסרת האמברגו על המאמר המקורי שבו נחשפו כוכבי הלכת א.ב.), ובו הם מנתחים את עוצמת הקרינה הנקלטת בכל אחד מכוכבי הלכת ומעריכים מה הסיכוי שמים יתקיימו עליהם במצב נוזלי לאורך זמן, כדי שחיים ולו פרימיטיביים ביותר יוכלו להתפתח.

בראיון לאתר הידען אומר פרופ' ונדל כי בשנים הקרובות יתחילו לפעול שני מצפי ענק שיוכלו להבחין בחותם הכימי של אטמוספירת אותם כוכבי לכת, טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א שאמור להיות משוגר בשנת 2021, והטלסקופ הגדול מאוד של סוכנות החלל האירופית בצ'ילה שיכנס לפעולה בשנת 2026. חותם זה נמצא מחוץ לטווח הגילוי בציוד הקיים, וגם באמצעים החדשים הסיכויים לגלותו יגדלו בזכות קרבתו של אותה מערכת אלינו – כ-12.5 שנות אור.

כאמור השבוע חשפה קבוצה בינלאומית בראשות סקר חיפוש הפלנטות CARMENES  שמרכזו בספרד, שני כוכבי לכת הסבבים כוכב קטן וקרוב (Teegarden's Star, אחד מ-40 הכוכבים הקרובים ביותר לשמש, מתוך מאות-מיליארדי כוכבים בגלקסייה שלנו). בקבוצה היו חברים גם שני ישראלים, פרופ' אביב אופיר ממכון ויצמן וד"ר טל-אור.

הכוכב טיגרדן עצמו התגלה רק בשנת 2003, למרות קרבתו לשמש, מכיוון שהוא חיוור יחסית באור הנראה. הוא ננס אדום שמרבית האור המועט שלו נפלט בקרינה תת-אדומה. פרופ' אביב, שהיה כאמור שותף לקבוצת המחקר הבינלאומית אמר כי:  "פרטים אלה גרמו לנו להוסיף את הכוכב לרשימת המטרות של סקר חיפוש הפלנטות CARMENES – סקר המתמקד בננסים אדומים בדיוק. במסגרת CARMENES נבנה מכשיר ייעודי המסוגל לבצע מדידות מדוייקות אפילו עבור כוכבים מסוג ננסים אדומים, מתוך מטרה לגלות כוכבי לכת סביבם. המכשיר למעשה מודד את מהירותו של הכוכב בדיוק רב וכך ניתן לראות אם ישנו גוף נוסף (או יותר מאחד) המושך את הכוכב הלוך וחזור, באופן מחזורי, ומשפיע על מהירותו – וכך מסיקים את קיומן של הפלנטות. המכשיר, כמו גם הסקר המשתמש בו – שניהם תוצאה של שיתוף פעולה גרמני-ספרדי שאני ועוד פוסט-דוקטורנט ישראלי, ד"ר לב טל-אור (אונ’ ת”א), שותפים לו."

נעילה כבידתית

כאמור המאמר של פרופ' ונדל וד"ר טל-אור הוא מאמר תיאורטי המסתמך על הנתונים התצפיתיים.  למאמר הם צירפו גרף שמראה באילו תנאים יוכלו להתקיים בכוכבי הלכת הללו איזורים בעלי טמפרטורות נוחות: "המשתנה העיקרי החשוב הוא מידת יעילות הסעת החום על פני כוכב הלכת." אומר פרופ' ונדל. "הנעילה הכבידתית גורמת לכך שצד אחד יפנה לשמש ובצד השני של כוכב הלכת יהיה לילה תמידי ואולם באיזור הביניים יכולים להתקיים תנאים מתאימים ובלבד שיעילות הסעת  החום תהיה נמוכה, ובכך עסקתי בסדרת מאמרים קודמת", מסביר פרופ' ונדל. לדבריו, כוכבי הלכת הללו מקיפים קרוב לשמש שלהם ולכן הם נעולים כבידתית לחלוטין, כמו שהירח נעול כבידתית במסלולו סביב כדור הארץ."

"ניקח לדוגמה את כוכב חמה, הוא אמנם לא נעול כבידתית לגמרי אבל הוא נע במסלו שבו הוא משלים שלושה סיבובים סביב צירו בכל שתי הקפות של השמש (היום ארוך מהשנה. א.ב). כתוצאה מכך התנועה של השמש בשמיו איטית מאוד. אמנם במקרה של כוכב חמה אין הסעת חום משום שאין אטמוספירה, אבל כוכבי לכת אלה דומים בגודלם לכדור הארץ  ועשויה להיות להם אטמוספירה. התפרסמו עד כה מאות מחקרים על האקלים של כוכבי לכת נעולים כבידתית. זה יכול להיות אקלים מעניין – מגוון רחב של טמפרטורות ואיזורים שבהם הטמפרטורות מאפשרות מים נוזלים."

תרחישים שונים של יעילות הסעת החום

הגרף מראה את התפלגות הטמפרטורות בשני כוכבי הלכת  תחת תנאי הסעת חום שונים. ההנחה האינטואיטיבית לפיה בגלל שאיזור אחד חם והשני קר יהיו רוחות נוראיות שינשבו בין שניהם אינה מדויקת. אם יהיה זרם סילון באטמוספירה ותהיה סירקולציה איטית של האטמוספירה, ייתכן מצב של מעבר חום עדין. השאלה עד כמה הטמפרטורה תשתנה תלויה בכמה  מאסיבית האטמספירה וכמה יעילה הסירקולציה – אותם זרמי הסילון באטמוספירה שמסיעים חומם מצד אחד לצד שני.

יש שלושה קווים אדומים ושלושה כחולים כל קו מתאים ליעילות אחרת. הקווים הכי פנימיים – יעילות מקסימלית כלומר כוכב לכת  איזותרמי שהטמפרטורה בו אחידה. הקווים היותר קיצוניים שבהם יעילות הסעת החום היא חמישים אחוז ועשרים אחוז בהתאמה החום וזה גורם להתפלגות שונה של הטמפרטרוות. הטווח המאפשר מים נוזלים רחב יותר ככל שיעילות ההסעה יותר קטנה.

הסיכוי לחיים על כוכבי הלכת שהתגלו סביב הכוכב טיגרדן, לפי תרחישים שונים של יכולת הסעת החום באטמוספירות שלהם. איור: עמרי ונדל ולב טל-אור
הסיכוי לחיים על כוכבי הלכת שהתגלו סביב הכוכב טיגרדן, לפי תרחישים שונים של יכולת הסעת החום באטמוספירות שלהם. איור: עמרי ונדל ולב טל-אור

"ציר ה-X  מתאר את כמות הקרינה שכוכב לכת מקבל, כדור הארץ מקבל 1 יחידות ליחידת שטח, ושני כוכבי הלכת אחד מקבלים האחד בערך כמו כדור הארץ, והשני בערך 0.37 ממה שכדור הארץ מקבל  מהשמש שלו. ציר ה-Y מתאר את דחיסות האטמוספירה (ליתר דיוק, את שעור אפקט החימום של האטמוספירה, בעיקר בשל אפקט החממה, הקשור לצפיפות ולהרכב האטמוספירה). מכיוון שאיננו יכולים עדיין לצפות ישירות באטמוספירה אנחנו יכולים לספק הערכה מה יהיה הסיכוי בכל תרחיש. כאמור 1 זו הדחיסות של כדור הארץ. הדחיסות של נוגה היא 50, וזו של מאדים 0.3. המסקנה של המאמר היא שטווח גדול מאוד של אטמוספירת עדיין יאפשר מים נוזלים – מדחיסות של 0.3 ועד פי 15 מדחיסות האטמספירה של כדור הארץ בהנחות שמרניות לגבי ההסעה. בטווח רחב של מצבי אטמוספירה לפחות אחד משני כוכבי הלכת אם לא שניהם מכילים מים נוזלים."

ההסטוריה הסוערת של הננסים האדומים

בתשובה לשאלה מה הסבירות לחיים בהינתן מים נוזלים, ענה פרופ' ונדל: "אם יש מים נוזלים סביר להניח שיהיו חיים מסוג כלשהו, הדבר הכי סביר אלו יצורים חד תאיים החיים במים, כמו שהיה בכדור הארץ במשך שלושה רבעים מתקופת קיומו. מכיוון שגילו של טיגרטן כפול מזה של השמש – כ-8 מיליארד שנה, יכול להיות שוכלו להתפתח שם חיים הרבה יותר מפותחים. השאלה היא מתי התחילו להתפתח שם החיים כי לננסים אדומים יש תכונה מגונה שמיליארדי השנים הראשונות שלהם מאוד סוערות והן חוות התפרצויות של קרינת X ורוחות שמש חזקות שיכולים לגרום לפגיעה באטמוספירה של אותם כוכבי לכת, ולכן ייתכן שהחיים לא התחילו מיד בהתחלה. מצד שני המסות של כוכבי הלכת קצת יותר גדולות מהמסה של כדור הארץ כאשר טווח המסות המסתבר ביותר הוא 1.1-1.4 פעמים מסת כדור הארץ. ולכן האטמוספירה שהם הצליחו לאסוף היא גם יותר מאסיבית והיא פחות מושפעת מההתפרצויות האלה. אם החיים שם הרבה יותר עתיקים יכול להיות שהם גם יותר מפותחים מהחיים על כדור הארץ."

ו"יש גם את מדד דמיון ארץ המשקלל את צירוף הפרמטרים המתארים את כדור הארץ – הטמפרטורה, המסה, האטמוספירה, הכבידה על פניו. אחד משני כוכבי שהתגלו מקבל במדד הזה ציון של 0.94 כלומר זה כוכב הלכת החיצוני הדומה ביותר לכדור הארץ."

למאמר של ונדל וטל-אור

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

11 תגובות

  1. אנונימוס. יש מצב שאתה משבש לגמרי מה שאסטרו פיזיקאים כן אומרים על חיים מחוץ לכדוה"א

  2. איני אוהד של תורת האסטרו -פיזיקאים שאומרת שחייבים להיתקים חיים כאלה או אחרים ,בחלל החיצון !!!ביגלל המסה הגדולה של הפלנטות בחלל .אני בדעה שהעמדה הזאת מבוססת על עיקרון (השאיפה למחשבה )!!!ברצוני לומר שאנחנו מיקרה יוצא דופן !!!

  3. לורם, מחקרים וסימולציות מחשב של האקלים בכוכב לכת נעולים הסובבים ננסים אדומים מראים שייתכנו שם מיים נוזליים בתנאים מסויימים, העיקרי שבהם קיום אטמוספירה סמיכה מספיק. כך גם לגבי השפעת הקרינה מן הננס האדום. סקירה עדכנית פורסמה במאמר שלנו https://arxiv.org/abs/1510.03484

  4. גל, במאמר המדעי (הקישור בסוף הכתבה) ישנה התיחסות לנקודות שהעלית. השדה המגנטי קשור בסיבוב הפלנטה סביב צירה, לכן סביר שלפלנטות האלה אין שדה מגנטי או שהוא חלש מאוד, כמו במקרה של מרקורי.

  5. רפי, הדעה הרווחת בין האסטרוביולוגים כיום – שחיים (לפחות בסיסיים) אכן נפוצים במידה כזו, פחות או יותר, אולם חיים תבוניים הם ככל הנראה נדירים הרבה יותר. אחרת כבר היינו אמורים לגלות אותם, או הם אותנו, לדוגמא באמצעות שידורי רדיו. ה "Great Barrier Theory" הוא רק אחד מעשרות הסברים לעובדה שזה טרם קרה, הידועה בשם "פרדוקס פרמי".

  6. אם שני הכוכבים בחרו להסתובב סביב ננס אדום, למה הם בחרו בשם "כחול-לבן"? ככה מממשים את הפוטנציאל להנבטת חיים חדשים? או שזה רק בישראל

  7. לא מוזכר שדה מגנטי, כי (עדיין) אין דרך לאתר שדה מגנטי ממרחקים כאלו. יש כל-כך הרבה דברים שיכולים להשתבש בכוכבים הללו, שמקיפים במרחק קרוב מאוד ננסים אדומים. אלו הם כוכבים מאוד לא יציבים, שמייצרים התפרצויות סולריות אימתניות לעתים מזומנות, הרבה יותר גרועות מההתפרצויות של השמש שלנו, ופשוט צולים את הפלנטות שמקיפות אותם.

    לפי הערכתי הלא מלומדת, התקווה שייתכנו מים (וחיים) על פלנטות מסוג זה עתידה להתייבש עד מהרה, כמו הפלנטות החרוכות הללו.

  8. מדוע לא מוזכר במאמר שדה מגנטי שתפקידו להגן על האטמוספרה, ועל יצורים ביולוגיים
    במקרה שקיימים ??, האם יכול להיווצר שדה מגנטי בפלנטה נעולת כבידה?
    מקורות קרינה מגיעים לפלנטות במערכת זאת מכוכב האם, (ולא רק במיליארדי השנים הראשונות אני משאר?), וממקורת גלקטיים.
    עוצמות הקרינה יכולות להשפיע על אותם כוכבי לכת.
    מדוע אין התייחסות במאמר לנושא זה?

  9. יהיה משעשע לדעת שהחיים ביקום הם נפוצים באותה המידה כמו כוכבי הלכת שיכולים לתמוך בחיים שכאלו. במידה ונגלה חיים כבר על הכוכב הראשון שנצליח לבדוק בעתיד, הדבר ככל הנראה יאמת את ה "Great Barrier Theory": החיים נפוצים, אך בהגעתם לרמה של תודעה עצמית, הם נעלמים.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

דילוג לתוכן