רמזים למתאן בכוכב לכת דמוי־ארץ באזור החיים של TRAPPIST-1 מעוררים תקווה לרמזי חיים, אך ניתוח חדש מצביע על כך שהאות עשוי להיות "רעש" מהכוכב המארח – ונדרשות תצפיות נוספות כדי לאשר אם קיימת שם אטמוספרה בכלל
מדענים מזהירים כי יש צורך במחקר נוסף לפני שניתן יהיה לקבוע האם אותות המתאן שנצפו לאחרונה מעידים על קיומה של אטמוספרה – או שמדובר בזיהום שמקורו בכוכב המארח.
מתוך שבעת כוכבי הלכת בגודל דומה לכדור הארץ המקיפים את הננס האדום TRAPPIST-1, אחד בולט במיוחד בעיני החוקרים: TRAPPIST-1e. הוא נע בתוך "אזור החיים" של הכוכב – תחום המרחקים שבו יכולה להתקיים מים נוזליים – אך רק אם יש לו אטמוספרה משלו. ואם יש מים, ייתכן שגם חיים יכולים להתקיים.
שני מאמרים מדעיים שפורסמו לאחרונה מציגים את התצפיות המפורטות הראשונות של מערכת TRAPPIST-1, שהתקבלו בעזרת טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א ונותחו על ידי קבוצת מחקר בינלאומית. שני המחקרים, שפורסמו בכתב העת Astrophysical Journal Letters, מציגים ניתוח זהיר של הנתונים עד כה ומציעים כמה תרחישים אפשריים לתנאי האטמוספרה והפני־שטח של TRAPPIST-1e.
שני המאמרים האחרונים מתארים את תצפיות הפתיחה של מערכת TRAPPIST-1 באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב. החוקרים מנתחים את הנתונים המוקדמים ומשרטטים כמה הסברים אפשריים למה שמתרחש באטמוספרה – אם קיימת – ובתנאי פני השטח של כוכב הלכת. בין מחבריהם נמצא סוקריט רנג'אן (Sukrit Ranjan) מהמעבדה הירחית והפלנטרית (LPL) של אוניברסיטת אריזונה.
למרות שהממצאים מעודדים ותורמים להבנת כוכב הלכת הדמוי־ארץ הסמוך יחסית אלינו, רנג'אן קורא לזהירות במאמר שלישי. הוא מדגיש כי נחוצות תצפיות מפורטות יותר כדי לאשר אם ל-TRAPPIST-1e יש בכלל אטמוספרה, ולהכריע האם אותות המתאן החלשים שנמדדו על ידי ווב אכן מגיעים מן הכוכב הלכת – ולא מהכוכב המארח.
מערכת TRAPPIST קיבלה את שמה מן הסקר שגילה אותה, פרויקט "Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope". היא נמצאת במרחק של כ־39 שנות אור מכדור הארץ ונראית כמו גרסה מוקטנת של מערכת השמש שלנו. הכוכב וכל שבעת כוכבי הלכת שלו היו יכולים להיכנס בנוחות בתוך מסלולו של כוכב חמה (מרקורי), וכל אחד מכוכבי הלכת משל completes "שנה" אחת בתוך כמה ימים ארציים בלבד.
חיפוש אחרי אטמוספרה
"הטענה הבסיסית לגבי TRAPPIST-1e היא כזו: אם יש לו אטמוספרה – הוא בר־חיים," אומר רנג'אן, מרצה במעבדה הירחית והפלנטרית. "אבל כרגע, השאלה הראשונה במעלה היא: האם בכלל קיימת שם אטמוספרה?"
כדי לנסות לענות על השאלה, כיוונו החוקרים את ספקטרוגרף התת־אדום הקרוב (NIRSpec) של טלסקופ ווב אל מערכת TRAPPIST במהלך ליקויי מעבר של TRAPPIST-1e – כלומר, כאשר כוכב הלכת חולף מול פני הכוכב המארח שלו. בזמן מעבר כזה, אור הכוכב מסונן דרך האטמוספרה של כוכב הלכת, אם קיימת, וחלק ממנו נבלע. כך יכולים אסטרונומים להסיק אילו מולקולות נמצאות באטמוספרה. עם כל מעבר נוסף, תכולת האטמוספרה – אם קיימת – נעשית ברורה יותר ככל שהצטברות הנתונים גדלה.
ארבעה מעברי TRAPPIST-1e שנמדדו על ידי הצוות חשפו רמזים לקיומו של מתאן. אולם מכיוון שהכוכב המארח TRAPPIST-1 הוא ננס מסוג M – בערך עשירית מגודלו של השמש ורק מעט גדול מצדק – תכונותיו הייחודיות מחייבות זהירות מיוחדת בפרשנות הנתונים, מסביר רנג'אן.
"בעוד השמש היא ננס צהוב בהיר, TRAPPIST-1 הוא ננס אדום קר במיוחד," הוא אומר. "הוא קטן יותר, קר יותר וחיוור בהרבה מן השמש שלנו. למעשה, הוא קר מספיק כדי שמולקולות גז יתקיימו באטמוספרה שלו. אנו דיווחנו על רמזים למתאן, אבל השאלה היא: האם המתאן שייך למולקולות באטמוספרה של כוכב הלכת – או לאטמוספרה של הכוכב המארח?"
כדי לבחון את השאלה, רנג'אן ועמיתיו סימולו תרחישים שונים שבהם ל-TRAPPIST-1e יש אטמוספרה עשירת־מתאן, והעריכו את ההסתברות לכל אחד מהם. בתרחיש הסביר ביותר מתוך אלו שנבדקו, כוכב הלכת דמה לטיטאן – הירח העשיר במתאן של שבתאי. אולם גם תרחיש זה התגלה כבלתי סביר למדי.
"בהתבסס על העבודה האחרונה שלנו, אנו מציעים שהרמז הדל שנצפה קודם לכן לאטמוספרה כנראה נובע יותר מ'רעש' שמקורו בכוכב המארח," אומר רנג'אן. "עם זאת, אין פירוש הדבר של-TRAPPIST-1e אין אטמוספרה – אנחנו פשוט צריכים עוד נתונים."
שיפור הכלים והשיטות
רנג'אן מציין כי טלסקופ החלל ג'יימס ווב אמנם מחולל מהפכה בחקר כוכבי לכת חוץ־שמשיים, אך הוא כלל לא תוכנן במקור לבחון עולמות קטנים הדומים לכדור הארץ.
"הוא תוכנן הרבה לפני שידענו שעולמות כאלה בכלל קיימים, ואנו בני מזל שהוא מסוגל לחקור אותם בכלל," הוא אומר. "קיימות רק קומץ מערכות שבהן כוכבי לכת בגודל ארץ בהן ווב יכול, אולי, למדוד הרכב אטמוספרה כלשהו."
תשובות חדשות עשויות להגיע ממשימת פנדורה (Pandora) של נאס"א, הנמצאת בפיתוח ומתוכננת לשיגור בתחילת 2026. את המשימה מוביל דניאל אפאי (Daniel Apai), פרופסור לאסטרונומיה ולמדעי כוכבי הלכת במצפה סטיוארד של אוניברסיטת אריזונה. פנדורה היא לוויין קטן שתוכנן לאפיין אטמוספרות של כוכבי לכת חוץ־שמשיים ואת הכוכבים המארחים שלהם. היא תעקוב אחר כוכבים עם כוכבי לכת פוטנציאלית ישיבים לפני, במהלך ואחרי המעבר של כוכב הלכת על פני הכוכב.
בנוסף, החוקרים מקווים שסבב תצפיות רחב יותר ושיטות ניתוח חדשות יצליחו להכריע לכאן או לכאן. כעת מתמקדת קבוצת המחקר בטכניקה המכונה "מעבר כפול" (dual transit): צפייה בכוכב כאשר גם TRAPPIST-1e וגם TRAPPIST-1b – כוכב הלכת הפנימי ביותר במערכת, שעקרונית חסר אטמוספרה – חולפים יחד מול פניו.
"באמצעות תצפיות כאלה נוכל להפריד בין מה שהכוכב עצמו עושה לבין מה שקורה באטמוספרה של כוכב הלכת – אם בכלל קיימת שם אחת," אומר רנג'אן.
מקורות:
עוד בנושא באתר הידען:
