צוות מדענים בינלאומיים ובהם חוקרים מאוני' ת”א גילה מערכת השמש התאומה

במאמר שפורסם היום בסיינס כותבים החוקרים, שהסתייעו גם במצפה הכוכבים וייז במצפה רמון, כי המערכת מכילה מקבילה לצדק, ולשבתאי שגודלם כמחצית מגודל מקביליהן וגם מרחקם דומה באופן יחסי

צוות בינלאומי של אסטרונומים, כולל מדענים מאוניברסיטת תל-אביב, מדווח היום בכתב העת 'Science' על גילוי מערכת כוכבי לכת סביב כוכב אחר. עד כה התגלו רק כ-30 מערכות שמש – כלומר מערכות שבהן יותר מכוכב לכת אחד. מרבית כוכבי הלכת שהתגלו הם עדיין ילדים יחידים לאותה מערכת שמש, לכל הפחות מנקודת המבט שלנו. בסך הכל התגלו מאז 1995, כ-270 כוכבי לכת במערכות אחרות.

(האיור באדיבות Cheongho Han, Physics Department, Chungbuk National University, Korea)

על ידי מעקב אחר האור מהמערכת במשך שבועיים סביב השעון באמצעות רשת של טלסקופים סביב העולם, יכלו החוקרים להסיק על קיומו של כוכב המוקף על ידי “צדק” ו”שבתאי”. באופן מפתיע המערכת נראית כמעין “מיני מערכת שמש”: לכוכב האם מחצית ממשקל השמש, ל”צדק” ול”שבתאי” כמחצית ממשקלם של כוכבי לכת אלו במערכת השמש שלנו, ומרחקיהם אל כוכב האם הם כמחצית מרחקיהם של צדק ושבתאי מהשמש. זה הדמיון הרב ביותר שהושגה עד כה, ביקום שבו כוכבי לכת גדולים פי 10 מצדק סובבים במרחק דומה לזה של כוכב חמה מהשמש, אם ניקח דוגמה למערכת שמש אופיינית מאלו שהתגלו עד כה.

“ניתן לומר שמדובר במיני מערכת השמש שלנו משום שכל הפרופורציות בתוכה הם חצי משלנו, הכוכב – – השמש של המערכת קטן יותר מהשמש, בערך חצי מהמסה של השמש וגם מסתם של כוכבי הלכת הם בערך חצי מאלה של צדק ושבתאי בהתאמה. ” אמר פרופ' דן מעוז מאוניברסיטת ת”א בשיחת טלפון מפירנצה, שם הוא חוקר במכון הלאומי לאסטרופיסיקה במסגרת שנת השבתון. “ואולם אם משווים את המערכת הזו למערכות הידועות האחרות – כולן שונות לחלוטין ממערכת השמש, וזו הראשונה הדומה לפחות דמיון כללי למערכת השמש שלנו.”

גם שיטת הגילוי היתה יוצאת דופן, שיטה שבה נעשה שימוש בגופים המכונים עדשות כבידתיות שקודם לתגלית הכפולה הנוכחית התגלו באמצעותה עד היום רק עוד שלושה כוכבי לכת. אלו מקרים שבהם כוכב קרוב נמצא בקו הראיה בינינו לבין כוכב אחר.

“הרעיון הוא שעוקבים אחר האור של כמה מיליון כוכבים ומחפשים התבהרות של כוכב מסוים שמצביעה על כך שאיזשהו כוכב אחר או כוכב עם מערכת פלנטארית עובר בדיוק על קו הראיה לכוכב שברקע והכוכב שבתווך משמש כעדשה שממקדת את האור של הכוכב שברקע. הסיבה שצריך לעקוב אחרי מיליוני כוכבים היא כי ההתיישרות של שלושה גופים בצורה כזו היא נדירה, אבל כשזה קורה אנחנו יכולים לנתח את התכונות של המערכת שנמצאת באמצע ומשמשת כעדשה.” אומר מעוז ומוסיף כי בגלל מורכבות השיטה, התגלו באמצעותה כוכבי לכת מעטים.

“המערכות שמתגלות בשיטה הזו הן בהכרח רחוקות. עם זאת, יש לה פוטנציאל למצוא מערכות לא רק עם צדק ושבתאי אלא גם עם כדור הארץ, אם הן קיימות.”

מה המרחק מאיתנו למערכת, והאם גם לאחר שהכוכב שברקע יתרחק ייחלש שוב, ניתן יהיה לראות אותה?

פרופ' מעוז: “המערכת נמצאת במרחק של 5,000 שנות אור. אחרי שעובר זמן המערכת ממשיכה לנוע ומתרחקת מקו הראיה שלנו ואז אפשר לנסות לראות אותה באופן מופרד. האור אמנם יהיה מאוד חלש אבל אפשר יהיה לעשות זאת בעזרת טלסקופי חלל.”

כידוע, העיסוק בכוכבי הלכת מחוץ למערכת השמש הוא תחום מדעי חדש יחסית, רק מאמצע שנות התשעים התחילו המדענים לגלות כוכבי לכת כאלה. ומסביר מעוז: “לפני 15 שנה בכלל לא ידענו אם אנחנו (במערכת השמש) המקרה היחיד, ב-15 השנים האחרונות אנחנו מבינים שכוכבי לכת זו תופעה נפוצה סביב כוכבים אחרים אבל שיטת הגלוי שהשתמשו בה עד עכשיו היתה רגישה למערכות מאוד שונות ממערכת השמש, במובן של כוכבי לכת מאוד גדולים שנמצאים מאוד קרוב לכוכב האם שלהם אלו המערכות שהתגלו. ידענו שיש מערכות שמש לא מעטות אבל לא גילינו שום דבר קרוב למערכת השמש. עם התגלית הזו, כמובן מוקדם לומר כי יש צורך בעוד כמה דוגמאות, אבל נראה שמערכות כמו מערכת השמש גם כן נפוצות.”

“עד כה התגלו רק חמישה כוכבי לכת בשיטת עדשות הכבידה. העובדה שכבר כעת מצאנו מערכת כה דומה למערכת השמש מרמזת שמערכות כאלה נפוצות סביב כוכבים רבים, ויתכן שהן כוללות גם כוכבי לכת דמויי ארץ. אמנם, אם קיימים עוד “כדורי ארץ”, תצפיות כגון אלה יגלו אותם בקרוב.”

הנתונים הישראלים שנאספו במצפה ע”ש וויז במצפה רמון היו חיוניים לתגלית, מסביר ד”ר שי כספי, שותף נוסף בפרויקט: ” ללא התצפיות שלנו, שנעשו כאשר היה אור יום עבור שאר הטלסקופים ברשת, לא היה זה אפשרי להסיק על קיומו של ה”צדק” במערכת.” פרופ' דן מעוז מוסיף: “התרומה שלנו הייתה קריטית כי השינויים בבהירות של הכוכב שמהירידות והעליות שלהם אפשר להסיק על המערכת, וגילוי חתימת האור של ה'צדק' של המערכת נראתה רק על ידי הצופים במצפה רמון. רק אנחנו היינו במיקום שניתן היה לצפות בשעה שזה קרה. ללא הנתונים שלנו היה קשה מאוד לומר שזו מערכת של יותר מכוכב לכת אחד וזה כבר לא כל כך דבר חדש.”

מתי נערכו התצפיות הללו?

פרופ' מעוז: “התצפיות בוצעו בחודשים מארס-אפריל 2006, לפני שנה וחצי, הזמן הרב שעבר זה בגלל הקושי בניתוח הנתונים. תמונה כללית של מה שאנחנו רואים הבנו ישר אבל כדי להיות בטוחים בנתונים של המערכת ושאי אפשר להסביר את מה שראינו בדרך אחרת דרש הרבה שעות מחשב לבדוק את כל האפשרויות, כל הצירופים של כוכבים, כוכבי לכת, בכל המרחקים והמסות על מנת להגיע למסקנה שזה הפתרון היחיד. תהליך זה ארך כשנה וחצי.”

באותו הנושא באתר הידען

איך מגלים כוכב לכת דומה לכדור הארץ
ירח כמו שלנו לא נפוץ ביקום
התגלתה מערכת ובה חמישה כוכבי לכת