הצצה לעתיד מערכת השמש: כוכב דומה לשמש אך כפול בגילו

חברי הצוות, בראשות אסטרונומים מברזיל, בחנו באמצעות הטלסקופ העצום שני תאומים של השמש, כוכב אחד שנחשב לצעיר יותר (18 Scorpii) ואת HIP 102152 הקשיש שיש סיכויים שמקיפים אותו כוכבי לכת סלעיים

צוות בין־לאומי של אסטרונומים בראשות חוקרים מברזיל השתמשו בטלסקופ הגדול מאוד שבמצפה האירופי הדרומי (ESO) כדי לזהות ולחקור את התאום הקשיש ביותר לשמש שלנו. הכוכב, HIP 102152, המרוחק 250 שנות אור מכדור הארץ, דומה יותר לשמש מאשר כל תאומי השמש שהתגלו עד כה, למעט העובדה שהוא זקן יותר בכמעט 4 מיליארד שנה.

כוכב זקן וכמעט תאום זה יוכל לספק לנו סיכוי יוצא דופן לראות כיצד תיראה ותתנהג השמש שלנו כאשר תגיע לגיל זה. התצפיות החדות גם מספקות תובנות לקשר שבין גיל הכוכב ותכולת הליתיום שלו, ובנוסף, מעריכים החוקרים כי HIP 102152 עשוי גם ‘לארח’ כוכבי לכת סלעים.

אסטרונומים צופים בשמש באמצעות טלסקופים זה כ־400 שנה, חלון זמן זעיר יחסית לגילה – 4.6 מיליארד שנה. קשה מאוד לחקור את ההיסטוריה ואת ההתפתחות העתידית של הכוכב שלנו, אך נוכל לעשות זאת באמצעות חיפוש כוכבים נדירים הדומים לה בהרכבה, אך בשלבים שונים של חייהם. כעת זיהו האסטרונומים כוכב המהווה תאום זהה לשמש שלנו, אך מבוגר ב־4 מיליארד שנה, כמעט כמו לצפות בגרסת המציאות של פרדוקס התאומים.

ג’ורג’ מלנדס מאוניברסיטת סן פאולו שבברזיל, החוקר המוביל אומר: “במשך עשרות שנים, חיפשו האסטרונומים אחר תאומי שמש במטרה לדעת טוב יותר על הכוכב המספק לנו חיים. ואולם מעטים מהם נמצאו מאז הגילוי הראשון של כוכב מהסוג הזה בשנת 1997. הצלחנו להשיג מדידות ספקטרום מצוינות באמצעות ה־VLT ויכולים כעת לבחון את תאומה של השמש בדיוק רב כדי לענות על השאלה האם השמש שלנו מיוחדת”.

חברי הצוות בחנו באמצעות הטלסקופ העצום שני תאומים של השמש, כוכב אחד שנחשב לצעיר יותר (18 Scorpii) ואת HIP 102152 הקשיש. הם השתמשו בספקטרוגרף UVES של הטלסקופ הגדול מאוד במצפה פרנל שבצ’ילה השייך לארגון ‘המצפה האירופי הדרומי’ (שהוא בתורו מסונף לסוכנות החלל האירופית), כדי לפצל את אור הכוכבים הללו לצבעים המרכיבים אותו כך שההרכב הכימי ושאר תכונות הכוכבים יוכלו להיחקר בפירוט.

הם גילו כי HIP 102152, הנמצא בקבוצת גדי (או מזל גדי) הוא התאום הזקן ביותר של השמש המוכר עד כה. גילו מוערך בכ־8.2 מיליארד שנה, בהשוואה ל־4.6 מיליארד שנה – גילה של השמש. מצד שני, 18 Scorpii הוכח שהוא צעיר בהרבה מהשמש – בן 2.9 מיליארד שנים בלבד.

חקר התאום העתיק של השמש, HIP 102152 יאפשר למדענים לחזות מה עשוי לקרות לשמש שלנו כאשר היא תגיע לגיל זה, וכבר ביצעו תגלית משמעותית אחת: “סוגיה אחת שרצינו לענות עליה היא האם הרכב השמש טיפוסי לסוג זה.” אומר מלנדז,
“חשוב מכך, מדוע תכולת הליתיום בכוכב נמוכה כל־כך?”
ליתיום, היסוד השלישי בטבלה המחזורית, נוצר במפץ הגדול יחד עם המימן וההליום. האסטרונומים מתחבטים שנים בשאלה- מדוע נראה שכמה כוכבים הם בעלי תכולת ליתיום נמוכה מאשר אחרים?. התצפית החדשה על HIP 102152 מאפשרת להתקדם בפתרון המסתורין הזה באמצעות הצמדת מתאם חזק בין גיל הכוכב דמוי השמש ותכולת הליתיום שלו.

השמש שלנו מכילה רק כאחוז אחד מתכולת הליתיום שהייתה בענן החומר שממנו נוצרה. מסתבר שהאחים הצעירים של השמש מכילים כמויות גדולות בהרבה של ליתיום, אך עד כה המדענים לא יכלו להוכיח מתאם ברור בין גיל הכוכב ותכולת הליתיום. טלהוונדה מונורה מאוניברסיטת סן פאולו, החוקרת הראשית במחקר החדש, מסכמת: “גילינו של- HIP 102152 היו רמות נמוכות מאוד של ליתיום, הדבר מראה בבירור בפעם הראשונה כי התאומים הזקנים של השמש אכן מכילים פחות ליתיום מאשר השמש והכוכבים מסוגה הצעירים יותר. כעת אנו בטוחים שהכוכבים הורסים בדרך כלשהי את הליתיום כשהם מזדקנים, וכי תכולת הליתיום של השמש נראית נורמלית לגילה.”

סיבוב אחרון בסיפור הוא ש־ HIP 102152 הוא בעל הרכב כימי יוצא דופן, ושונה מכל שאר תאומי השמש, אך דומה לזה של השמש עצמה. שניהם מכילים, מעט יחסית, יסודות הנפוצים במטאוריטים ועל כדור הארץ. זה הרמז החשוב ביותר לכך ש־HIP 102152 עשוי להיות הכוכב המרכזי במערכת שמש המכילה כוכבי לכת סלעיים הדומים לכדור הארץ.

להודעה של החוקרים