תודה לפרופ' עודד אהרונסון, ראש המרכז למדעים פלנטריים במכון וייצמן. תודה גם לניר סייג שערך את הפרק.
קישור לפרוייקט מימון ההמונים של 'שוות': http://bit.ly/2IVrkh1
הרשמה לפודקאסט:
דואר אלקטרוני | WhatsApp | אנדרואיד | אייפון – עושים היסטוריה | אייפון – כל תכני הרשת | RSS עושים היסטוריה | RSS כל תכני הרשת
כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש
כתב: רן לוי
לפני המון המון שנים, בפרק מספר ארבעים ושמונה של עושים היסטוריה, לקחתי אתכם למסע במערכת השמש בחיפוש אחר תופעות מזג אוויר משונות בכוכבי הלכת השונים. זה היה בעשרים במרץ, 2009. ביקרנו בסערות האדירות של צדק, בענני היהלומים של נפטון, צפינו בסופות החול חובקות העולם של מאדים ונזהרנו מגשמי החומצה שבאטמוספירה של נוגה.
עד לא מכבר, מערכת השמש שלנו הייתה גם מערכת השמש היחידה שהכרנו. המין האנושי היה שקול לשבט קטן שחי, מבודד לגמרי, בכמה בקתות עץ בלב הג'ונגלים של האמזונס – ושואל את עצמו איך נראה העולם שבחוץ. סביר להניח שישנם עוד בני אדם מחוץ לג'ונג'לים – ובטח גם הם חיים בבקתות עץ משלהם. מי יודע – אולי ישנם שבטים ענקיים של…של…אלפי בני אדם, שחיים בכפרים של מאות בקתות, אולי אפילו בקתות של…שתי קומות!… באותו האופן, האסטרונומים ידעו לספר שנקודות האור שאנחנו רואים בשמי הלילה הן שמשות כמו השמש שלנו, והסברה המקובלת הייתה שגם סביב שמשות אלה ישנן פלנטות, כמו הפלנטות במערכת שלנו, אבל מעולם לא ראינו אותן. מכיוון שכך, היה טבעי להניח שמערכת השמש שלנו היא דוגמה מייצגת לאיך נראות מערכות שמש ברחבי היקום.
אבל כבר לפני שלושים שנה לערך החלו המדענים לחשוד שאולי תפיסת העולם שלנו שגויה – שאולי מערכת השמש שלנו אינה דוגמה כה טיפוסית כפי שחשבנו קודם. שבועיים לפני שיצא לאור אותו פרק מספר ארבעים ושמונה, שיגרה נאס"א את טלסקופ החלל על שם קפלר. בזמן שאני ואתם הסתובבנו במערכת השמש שלנו, צילם קפלר כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש – פלנטות הסובבות שמשות אחרות. היום, בעקבות אותה משימת חלל, תפיסת העולם שלנו לגבי איך נראה היקום שמחוץ למערכת השמש שלנו – שונה לחלוטין. אנחנו שקולים לבני אותו שבט קטן מהאמזונס שבפעם הראשונה עזבו את הכפר שלהם, ובמקום למצוא בקתות עץ של שתי קומות – גילו את גורדי השחקים של מנהטן. היקום שלנו, מסתבר, הרבה הרבה יותר מוזר מכפי שהעזנו לדמיין.
אז זה תירוץ טוב להסיר את כיסוי הבד מעל חללית הליסינג שלנו, שבזמנו לקחה אותנו למסע במערכת השמש – ולצאת לסיור נוסף. אני שמח לבשר שבמרוצת השנים שחלפו מאז הטכנולוגיה השתפרה, והצלחתי להתקין בחללית שלנו Flux Capacitor מתקדם שמסוגל להאיץ אותנו אפילו מעבר למהירות האור. בואו, היכנסו אל החללית שלנו – ונצא למסע אל כוכבי הלכת מחוץ למערכת השמש. קדימה, להכנס. יש עוד מקום מאחורה. להצטופף עוד. תחשבו שאתם ברכבת. יופי. תחזיקו חזק, אנחנו ממריאים.
כוכבי הלכת הראשונים מחוץ למערכת השמש
הגענו. אנחנו נמצאים כעת במרחק של כאלפיים ושלוש מאות שנות אור מכדור הארץ. החלל שסביבנו נראה שחור וריק – אבל אם תסתכלו טוב טוב מהחלון השמאלי, תוכלו לראות נקודת אור קטנטנה. נקודת האור הקטנה הזו החלה את חייה כשמש גדולה ומרשימה, דומה למדי לשמש שלנו, אבל כשהזדקנה והדלק שהזין אותה אזל – היא הפכה ל"גמד לבן": כוכב קטן ועמום, שכל המאסה האדירה שלו דחוסה לתוך כדור בגודל של כדור הארץ, פחות או יותר.
מיליוני שנים חלפו, ובשלב כלשהו נתקל הגמד הלבן הזה בגמד לבן נוסף. שני הכוכבים הדחוסים האלה התנגשו בפיצוץ אדיר, ומה שנותר אחרי הפיצוץ הוא כוכב חדש מסוג שונה לגמרי: 'כוכב ניוטרון' – גוף העשוי מחומר כה דחוס, עד שכל המסה שלו – בערך פעם וחצי מסתה של השמש שלנו – ארוז לתוך כדור ברדיוס של פחות או יותר עשרה קילומטרים בלבד: משהו שנכנס בנוחות בין תל אביב ונתניה. הכדור האולטרא-דחוס הזה מסתובב סביב עצמו בכל שש מילישניות – או כמאה ושישים הקפות בכל שניה. אנחנו יודעים את זה כיוון שכוכב הניוטרון פולט שתי קרניים צרות של קרינה אלקטרומגנטית, והקרניים האלה מסתובבות יחד עם כוכב הניוטרון – כמעין 'מגדלור קוסמי'. רצה הגורל ואחת הקרניים שפולט כוכב הניוטרון חולפת, בתנועתה המחזורית, על פני כדור הארץ – ונקלטת כאן כרצף של הבהובים מחזוריים, פולסים של קרינת רדיו. מכאן נובע השם שניתן לסוג הספציפי הזה של כוכבי ניוטרון: 'פולסאר'.
ב-1990 כיוון אסטרונום פולני בשם אלכסנדר וולשטאן (Wolszczan) טלסקופ גדול בשם 'ארסיבו' (Arecibo') לשמיים. למעשה, קשה לומר שהוא "כיוון" את הטלסקופ: ארסיבו סבל מסדקים שמנעו ממנו לזוז, ולכן עד שתיקנו אותו היה 'תקוע' על נקודה אחת בשמיים. בדרך כלל, יש תור ארוך של אסטרונומים שמתחרים על זמנו היקר של הטלסקופ – אבל התקלה הפכה את הטלסקופ לחסר ערך עבור רוב החוקרים, ו-וולשטאן מצא את עצמו פחות או יותר לבד עם הטלסקופ.
תחום המחקר של וולשטאן היה אותם פולסארים, והוא ניצל את הזמן שלו עם אריסיבו כדי לחפש פולסארים חדשים. כך גילה את הפולאסר שלצידו אנחנו נמצאים עכשיו. האסטרונום הפולני נתן לפולסאר החדש שם זמני, PSR 1257+12, שהוחלף מאוחר יותר בשם הקליט יותר "ליץ'", על שמה של מפלצת מיתולוגית.
כשניתח וולשטאן את הקרינה שהתקבלה מליץ', הבחין במשהו משונה. רוב הזמן, הבהובי האור מהפולסאר הגיעו במחזוריות מדוייקת, אבל מדי פעם בפעם זיהה האסטרונום סטייה קטנה מהמחזוריות הקבועה: פולסים שהגיעו מעט מוקדם או מאוחר מדי. הסטייה שמדד וולשאטן היה זעירה ביותר, קטנטנה בכל קנה מידה – אבל הוא ידע שהמחזוריות של פולסארים היא באופן עקרוני מאד מאד מאד מדוייקת – למעשה, מדויקת יותר מכל שעון אטומי שברשותנו. סטייה כמו זו שמדד לא אמורה להתקיים.
בתחילה הוא חשב שאולי חלה שגיאה במדידה שלו, וביקש מקולגה – אסטרונום בשם דייל פרייל (Frail) לעבור על הנתונים ולמדוד את המחזוריות של הפולאסר החדש בעצמו. כשגם פרייל זיהה את הסטייה המדוברת, הבין וולשאטן שהסיבה לסטייה נעוצה, ככל הנראה, בתופעה אחרת לגמרי: משהו, גוף שמיימי כלשהו, מפעיל על הפולסאר כוח משיכה שמשבש מעט את המחזוריות הקבועה של כוכב המסתובב. אבל מה יכול להיות אותו גוף? לא היה אף כוכב אחר בסביבתו הקרובה של ליץ'.
בשנת 1992 פרסמו וולשאטן ופרייל מאמר במגזין Nature, ובו יצאו בהכרזה נועזת: הסטייה שגילו במחזוריות הסיבוב של ליץ' נובעת מהשפעתם של שני כוכבי לכת המקיפים את הפולסאר: כוכבי הלכת הראשונים שנתגלו מחוץ למערכת השמש. חשוב להעריך עד כמה נועזת הייתה ההכרזה הזו: שנים ספורות קודם לכן היה אסטרונום אחר שהכריז קבל עם ועדה שגילה כוכב לכת מחוץ למערכת השמש – ExoPlanet, בלעז – אבל מחקר אחר זיהה טעות בחישובים שלו וכל העסק התמוטט באופן מביש. היו הרבה אסטרונומים שהטילו ספק בכך שהטכנולוגיה העכשווית בכלל מאפשרת לגלות כוכבי לכת ממרחק כה גדול. אם וולשאטן ופרייל טועים – זו עלולה להיות פאדיחה שתהרוס להם את הקריירה.
אבל התעוזה, לפחות במקרה הזה, השתלמה. מדידות עצמאיות שנערכו בידי חוקרים אחרים אישרו ואיששו את טענתו של וולשאטן. למעשה, לא שניים כי אם שלושה כוכבי לכת מקיפים את ליץ', וכמו הפולסאר עצמו – כל השלושה קיבלו שמות של יצורים מפלצות ושדים מיתולוגיים: פולטרגייסט, פוביטור ודארגור. דארגור הוא כוכב הלכת השלישי שניתגלה, וגם הקטן ביותר: פולרגייסט ופויבטור גדולים פי ארבעה מכדור הארץ, בעוד שדארגור הוא קצת יותר גדול מהירח שלנו.
כפי שאתם אולי יכולים לשער לעצמכם, שלושת כוכבי הלכת המקיפים את ליץ' הם לא יותר מאשר גושי סלע גדולים ואפלים. האנרגיה האדירה שנפלטה בזמן ההתנגשות בין שני הגמדים הלבנים שיצרו את ליץ' לא השאירה שום דבר בסביבה של הפולסאר שאפשר לקרוא לו 'מעניין' – פרט לעצם העובדה שבפעם הראשונה בהיסטוריה גילינו כוכבי לכת המקיפים כוכב שאינו השמש שלנו. התגלית הזו, מסתבר, שיחררה מעין 'פקק' או מחסום פסיכולוגי אצל החוקרים. אם עד אותו הרגע הספקנות והחשש בלמו את האסטרונומים וכפו עליהם משנה זהירות – הסכר הזה נפרץ, ומאותו רגע החלו מתפרסמות עוד ועוד תגליות של כוכבי לכת חדשים.
בוא נמשיך במסע שלנו ונבקר באחד מכוכבי הלכת הראשונים שנתגלו בעקבות הצלחתו של אלכסנדר וולשטאן. אם יש לכם משקפי שמש, זה הזמן להרכיב אותם.
מהירות רדיאלית
אנחנו נמצאים עכשיו קרוב, ממש ממש קרוב, לכוכב בשם בשם 'פגאסי 51' (Pegasi 51). פגאסי 51 הוא שמש קצת יותר גדולה מהשמש שלנו, במרחק של חמישים שנות אור, פחות או יותר, מכדור הארץ. כאן, בפגאסי 51, נתגלה ב-1995 כוכב לכת שאף אחד לא ציפה לו.
אבל לפני שנדבר על כוכב הלכת עצמו, אנחנו צריכים לשאול את עצמנו שאלה חשובה: איך בכלל אפשר לגלות כוכב לכת שמסתובב סביב כוכב כמו פגאסי 51? את פולטרגייסט, פוביטור ודראגור ניתן היה לאתר בזכות השפעתם על הפולאסר שלהם, שגרמה לסטיות קטנות אבל מורגשות במחזוריות שלו. פגאסי 51, לעומת זאת, הוא כוכב רגיל: האור שהוא פולט הוא לא מחזורי כמו הקרינה מפולסאר, אלא כאוטי וסוער כמו הקרינה מהשמש שלנו. זאת ועוד, אי אפשר לגלות כוכב לכת באמצעות תצפית ישירה: לעומת הבוהק הזוהר של הכוכב, האור שמוחזר מכוכב לכת הוא חלש כמו נר של חנוכה ביחס לפיצוץ גרעיני.
המפתח לפתרון החידה הזו טמון בעובדה שכשכוכב לכת מקיף את הכוכב שלו, כוח המשיכה שלו גורם לכוכב לרטוט מעט. דמיינו לעצמם את כדור הארץ מקיף את השמש. כשכדה"א נמצא בצד אחד של השמש, הוא מושך אותה קצת לכיוון שלו – וכשהוא נמצא בצד השני של השמש, הוא מושך אותה לצד השני.
מכיוון שכדור הארץ הוא הרבה הרבה יותר קטן מהשמש, ההשפעה שלו עליה – הריטוט הזעיר של השמש סביב צירה – הוא קטן מכפי שנוכל להבחין בו ביום יום. האנלוגיה המתאימה למצב הזה היא קרב אגרוף ביני ובין, למשל – מייק טייסון. הצופה הנאיבי מהצד יכול לטעון שמדובר בקרב חד-צדדי לחלוטין. מייק טייסון, שגבוה ממני בעשרה ס"מ, שוקל עשרים ק"ג יותר והכינוי הרשמי שלו הוא – תבדקו בוויקיפדיה, אני לא צוחק – "האדם המרושע ביותר בכדור הארץ" – מוריד עלי אגרופים איומים בזה אחר זה ואני רק סופג. אבל אם מסתכלים טוב טוב טוב, אפשר היה לראות שמדי פעם אני דורך לטייסון על הרגל. בהקבלה, אם נמדוד את תנועת השמש במכשירים מדויקים, נוכל לזהות את הרטט הזעיר והמחזורי שיוצרת השפעת כוח המשיכה של כדור הארץ על השמש. שיטת הגילוי הזו מכונה 'שיטת המהירות הזוויתית' – Radial Velocity.
צדק חם (Hot Jupiter)
זה האופן שבו נתגלה לראשונה דבר קיומו של כוכב הלכת פגאסי 51b – או בשמו הבלתי רשמי 'בלארופון'. החוקרים שבדקו את האור הנפלט מפגאסי גילו בו רמזים לרטט זעיר ומחזורי, ובאמצעות מדידת עוצמת הרעידות וזמן המחזור שלהן הצליחו להסיק בעקיפין את דבר קיומו של בלארופון, את המאסה שלו ואת הזמן שלוקח לו להקיף את הכוכב. וכאן נכונה להם הפתעה גדולה. בלארופון, מסתבר, לא דומה לשום דבר שאי פעם ראינו. מדובר בכוכב לכת ענק – בערך חצי ממאסתו של צדק – שנע במסלול קרוב יותר לשמש שלו מאשר המרחק בין כוכב חמה לשמש שלנו, ומקיף אותה פעם אחת בכל ארבעה ימים בלבד.
זו הייתה תגלית בלתי צפויה לחלוטין. במערכת השמש שלנו יש כלל ברור: כוכבי לכת קטנים וסלעיים נמצאים קרוב לשמש, וכוכבי לכת גדולים ומאסיביים נמצאים רחוק ממנה. בלארופון, לעומת זאת, הוא כוכב לכת מאסיבי שמסתובב סביב השמש במרחק כה קטן, עד שאפשר להגיד שהוא כמעט 'מגרד' אותה. עובדת קיומו נגדה את כל מה שחשבנו שאנחנו מבינים ויודעים על אופן הווצרותן של מערכות שמש. אפשר לדמות את זה לזאולוגים שמחפשים מיני ציפורים חדשות בג'ונג'ל מרוחק: הם מניחים שכל הציפורים המעופפות חייבות להיות קטנות וקלות – ולפתע מגלים משהו כמו פיל שיכול לעוף.
העדות הטובה ביותר לעוצמת ההפתעה היא העובדה שלמעשה, כוכב לכת דומה לבלארופון נתגלה כבר מספר שנים קודם לכן – אבל אפילו החוקרים שהיו מעורבים בגילוי הזה סירבו להאמין לתוצאות המחקר שלהם. פרופ' עודד אהרונסון הוא ראש המרכז למדעים פלנטריים במכון וייצמן, וגם המדען הראשי של משימת 'בראשית'. ישבתי איתו לשיחה באולפן מספר שבועות לפני ההתרסקות המצערת של החללית שלנו.
"[עודד] קולגה שלי, פרופסור מאוד מכובד בארץ בשם צבי מאז"ה, שש שנים קודם לכן היה מעורב בקבוצת מחקר. הם חשבו והאמינו שפלנטות כאלה צריכות להתקיים, וחיפשו אותם. […] הם הצליחו לגלות גוף שהיה נראה באותו הזמן מאוד מוזר. הם פרסמו אותו בתור ננס חום. בתוך הצוות עצמו לא הייתה הסכמה אם זה בעצם כוכב לכת או ננס חום.
[רן] ננס חום, נאמר, זה סוג של שמש: אמנם שמש שאולי כבר לא בשיא זוהרה, אבל היא לא פלנטה.
[עודד] אבל הם זיהו את הגוף הזה ופרסמו מאמר שש שנים קודם, והיום הגוף הזה מופיע בכל הקטלוגים של הפלנטות בתור פלנטה!
[רן] אז הם גילו פלנטה, אבל לא הבינו שהם גילו.
[עודד] אני חושב שחלק מהם הבינו, ואני חושב שחלק מהם לא היו משוכנעים. אולי בגלל ההטיות [הפסיכולוגיות] הקהילה לא הייתה עדיין מוכנה לבלוע את זה שפלנטה כזו מוזרה [אפשרית.] יצור מאוד מוזר בתוך הגן חיות. הם אמרו – לא יכול להיות שזו פלנטה. בואו נחכה עד שנמצא ייצור קצת יותר נורמלי לפני שאנחנו מכריזים. אבל הם בטוח הבינו שאולי זו פלנטה, ואפילו כתבו את זה במאמר."
גילויו המפתיע של בלארופון היה הרמז הראשון עבור האסטרונומים שהנחת העבודה שלהם, לפיה מערכת השמש שלנו מהווה איזו דוגמא טיפוסית לשאר מערכות השמש ביקום – היא לאו דווקא נכונה.
"[רן] אסטרונומים מודרנים, אפילו כבר במהלך המאה ה-20, שהסתכלו על מערכת השמש שלנו מה הם חשבו עליה? האם הם חשבו שזה המודל סטנדרטי של היקום – או שלא היה להם שמץ של מושג?
[עודד] כן. אז עכשיו עשינו קפיצה קדימה כמה מאות שנים אל עשרות שנים האחרונות, ועכשיו השאלה – אם יש כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים, האם הם יהיו דומים למערכת השמש שלנו? זאת אומרת, מערכת שמש מסודרת עם פלנטות די צפופות אחת לשנייה, במסלולים שהם מאוד עגולים: מסלולים שלא מתקרבים ולא מתרחקים אחד מהשני, ופלנטות יותר קטנות קרובות לשמש, ופלנטות כבדות, שמנות – במערכת השמש החיצונית. אני חושב שהציפייה הטבעית הייתה שאם בכל זאת נצליח למצוא כוכבי לכת שמקיפים שמשות אחרות, הם יהיו דומים למערכת השמש שלנו.
[רן] זאת אומרת, לא זיהו איזו אנומליה מיוחדת במערכת השמש שלנו, אלא זה נראה די טבעי במובן מסוים?
[עודד] נכון. זו גם הדוגמה היחידה שהכרנו, ואולי זו הדוגמה הראשונה בסיפור שלנו שבה האנושות חטאה בפשע של לדמיין שכל היקום דומה לדוגמה היחידה שאנחנו מכירים, שהדוגמה היחידה שאנחנו מכירים – כדור הארץ – היא מיוחדת מאיזה שהיא סיבה."
התקרבנו, ועכשיו אפשר לראות את בלארופון מחלון החללית. זהו כוכב לכת גזי, דומה לצדק ושבתאי – אבל בעוד שהאטמוספירות של צדק ושבתאי הן צבעוניות ובהירות למדי, בלארופון הוא כוכב לכת כהה מאוד. הסיבה לכך היא שהגזים ה'קלים' שאפשר למצוא בצדק ושבתאי – מימן, הליום, מתאן ודומיהם – לא יכולים לשרוד באטמוספירה של בלארופון כל כך קרוב לשמש. אם היו לו גזים כאלה באטמוספירה, הרי שהחום והקרינה העזה גרמו להם להתנדף ולהעלם לפני עידן ועידנים. במקום זאת, סביר להניח שהאטמוספירה של בלארופון מורכבת מיסודות כבדים בהרבה: תרכובות של סיליקון, ברזל ואפילו טיטניום. אנחנו לא יודעים אם יורד גשם בבלארופון, אבל אם כן, אולי מדובר – מילולית – בגשם של סלעים.
זאת ועוד, אם תסתכלו טוב, תוכלו לראות שהאטמוספירה של בלארופון זורחת באור אדום עמום, כמו פיסה של ברזל מלובן – ומאותה סיבה: הטמפרטורה על פניו של כוכב הלכת עשויה להגיע לאלף מעלות ואולי יותר. אחת ההשערות היא שהטמפרטורה הגבוהה של בלארופון נוצרת בתהליך דומה לזה של תנור המקלחת שלכם. הזרם העצום של חלקיקים טעונים שפולט הכוכב פוגש את השדה המגנטי החזק של כוכב הלכת, ויוצר זרם חשמלי שעובר דרך האטמוספירה של בלארופון ומחמם אותה כמו שזרם חשמלי מחמם את הסלילים בתנור האמבטיה. התוצאה היא, כאמור, אטמוספירה לוהטת ונפוחה, וזו הסיבה שהמדענים מכנים כוכבי לכת מסוגו של בלארופון – 'צדק חם', Hot Jupiters.
"[רן]איך האטמוספירה הזו, שאמרנו שהיא מתנפחת – לא מתנדפת ובורחת מכוכב הלכת?
[עודד] אז קודם כל, יש דוגמאות: שוב, בגן חיות החדש הזה שגילינו של כוכבי הלכת החוץ שמשיים, כמעט כל דבר שיכולת לדמיין מופיע – ועוד הרבה דברים שלא דמיינו. זה חלק מההתרגשות והיופי של התחום החדש הזה, שבאמת יש כל כך הרבה מקום לדמיון, ועוד ועוד הרבה דברים שגורמים לדמיון שלנו להתפתח. אז כמו שאמרת, כן, יש אפילו דוגמאות של כוכבי לכת שמאבדים כל הזמן קצת מאטמוספרה שלהם. האטמוספירה מתנדפת.
[רן] זאת אומרת, יש להם זנב מאחורה, כמו שביט?
[עודד] כן יש להם זנב מאחורה. זנב הגז לא נופל ישר אחורנית: הוא גם כן נמצא במסלול סביב השמש שלו, אז יש להם סוג של זנב."
תיאוריית הנדידה של כוכבי הלכת
הבעיה הגדולה ביותר של המדענים עם בלארופון היא שכוכבי לכת מטיפוס 'צדק חם' – לא אמורים להתקיים.
מדוע? כיוון שלפי מיטב הבנתנו, כוכבי לכת מאסיביים וגזיים לא יכולים להווצר כל כך קרוב לשמש שלהם. החום העז ושטף החלקיקים שפולטת השמש אינם מאפשרים לגזים להתגבש בכמות מספקת כדי ליצור כוכב לכת מאסיבי כמו צדק: זה קצת כמו לנסות להדביק חתיכות נייר קטנות זו לזו קרוב מאד למאוורר מסתובב: הרוח החזקה תעיף את הניירות ותפזר אותן לפני שנספיק למרוח עליהן דבק. על כן, כוכבי הלכת היחידים שיכולים להיווצר קרוב לשמש הן פלנטות קטנות וסלעיות כמו כדור הארץ, מאדים ונוגה.
אבל מהרגע שנתגלה בלארופון, וחוקרים רבים אחרים הפנו את מבטם אל הכוכבים והחלו להשתמש באותה השיטה כדי לגלות כוכבי לכת נוספים, בתוך זמן קצר מאד הסתבר שלא רק שבלארופון הוא לא מקרה נדיר וייחודי, אלא להפך: יש המון כוכבי לכת דומים לו. על פי ההערכות, כאחד מכל מאה כוכבי לכת ביקום שלנו הוא מטיפוס צדק חם. אז מה קורה כאן?
גילויו של בלארופון והשכיחות המפתיעה של כוכבי לכת מסוג 'צדק חם' הכריחה את המדענים לחשוב מחדש על אופן היווצרותן של מערכות שמש. עד היום, הנחת העבודה הייתה שכוכבי לכת – כמו כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו – נוצרו פחות או יותר במקום שבו אנחנו רואים אותם היום: דהיינו, כוכבי הלכת הגזיים נוצרו רחוק מהשמש, וכוכבי הלכת הסלעיים קרוב אליה. אבל בעקבות הגילוי הזה הועלתה השערה חדשה, המכונה 'תיאורית הנדידה'.
על פי השערה זו, בשלבים המוקדמים של היווצרות מערכת שמש ישנו פרק זמן שבו כוכבי הלכת 'מטיילים' ונודדים בתוך המערכת: מתקרבים ומתרחקים מהכוכב שלהם במסלולים מבולבלים וכיאוטים הנובעים מהאינטראקציה המורכבת של השפעות כוח המשיכה של כוכבי הלכת אחד על השני וההשפעות של ענני הגז שעדיין מרחפים במערכת השמש הצעירה. על פי ההשערה הזו, כוכבי הלכת המאסיביים והגזיים אכן נוצרים רחוק מהשמש – אבל הם נודדים פנימה ובתנאים מסויימים נלכדים ונשארים קרובים מאד לשמש שלהם. התגליות במערכות השמש המרוחקות הכריחו את האסטרונומים לשנות את תפיסותיהם אפילו לגבי אופן היווצרותה של מערכת השמש שלנו. פרופ' עודד אהרונסון.
"[עודד] במקביל לזה שמצאו כוכבי לכת חוץ שמשיים, המציאו עבורם תיאוריות שמתבססות על נדידה של המסלול ואינטראקציה בין פלנטות. כך גם קרה במערכת השמש שלנו. אז יש היום תיאוריה מאוד מפורסמת שנקראת 'מודל ניס' (Nice), על שם העיר בצרפת. התיאוריה הזו טוענת שגם במערכת השמש שלנו בעצם הייתה תקופה של בלבול מסוים, שצדק ושבתאי נדדו במסלול שלהם. יכול להיות שהם אפילו החליפו מקומות: צדק יכול היה להתקרב לשמש, ואז עוד פעם להתרחק או כוכב לכת אחר היה יכול לעשות גם כן איזה ריקוד דומה. וזה יכול להסביר כל מיני תופעות במערכת השמש שלנו שעד היום לא היו לנו הסברים להן. למשל על הירח רואים שהיה גשם של פגיעות אסטרואידים שקרו בבת אחת בתחילת מערכת השמש. מוקדם בהתפתחות מערכת השמש נראה שהירח חווה הרבה 'חבטות', לפי מספר המכתשים שיש עליו. התאוריה שלפיה צדק נכנס ואז יצא במסלול שלו, יכול להיות שהוא גרם לאסטרואידים לצאת מהמסלול שלהם בעזרת כוח המשיכה שלו – וכיוון אותם כך שיכנסו לתוך מערכת השמש וכך המטיר גשם של מכתשים על הירח על כדור הארץ."
מזג האוויר על צדק חם
בואו נעזוב את בלארופון ונטוס לכוכב הלכת הבא ברשימה שלנו. אל תדאגו – המוזרויות ב'גן החיות הקוסמי' שלנו לא נגמרו. למעשה, הן רק התחילו – ותאוריית הנדידה של כוכבי הלכת עוד תשחק תפקיד חשוב נוסף בסיפורנו. אנחנו נמצאים כעת במרחק מאה ותשעים שנות אור מכדור הארץ, ליד כוכב לכת בשם HD80606b אשר נתגלה בשנת 2001.
כמו בלארופון, גם 80606 הוא כוכב לכת מטיפוס 'צדק חם': מאסתו גדולה פי ארבעה מזו של צדק, והאטמוספירה הכהה שלו עשויה ככל הנראה מיסודות כבדים. בלארופון, וגם כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו, נעים סביב השמש שלהם במסלולים מעגליים יחסית.ל- 80606, לעומת זאת, יש מסלול מאד אקסצנטרי: דהיינו, מסלול אליפטי ומוארך שבנקודת זמן אחת מביא אותו קרוב מאד לשמש שלו – הרבה יותר קרוב מהמרחק של כוכב חמה לשמש שלנו, למשל – ובנקודת זמן אחרת רחוק מאוד ממנה, מסלול שמזכיר כוכבי שביט אצלנו.
ברגע זה, 80606 נמצא קרוב מאוד לשמש שלו – ואם נביט באטמוספירה הכהה, אולי נוכל להבחין בזרמים אדירים, סופות ענקיות שעוטפות את כוכב הלכת במערבולות רבות עוצמה. אנחנו מכירים סערות גדולות על כוכבי הלכת הגזיים אצלנו, כמו 'הנקודה האדומה הגדולה' של צדק – סופה גדולה מספיק כדי לבלוע שלושה כדורי ארץ. אבל הנקודה האדומה הגדולה של צדק מתגמדת לעומת הסופות על 80606, שמכסות אולי עד כדי רבע מפניו של כוכב הלכת. מה פשר הסופות האדירות האלה?
הסיבה נעוצה במסלולו האקסצנטרי של כוכב הלכת. ההבדלים במרחקים בין הנקודה הקרובה ביותר לשמש והנקודה הרחוקה ביותר גורמים גם להבדלים משמעותיים בכמות החום והקרינה שמקבל 80606 מהשמש שלו: פי שמונה מאות יותר קרינה כשהוא קרוב לשמש, מאשר שכשהוא רחוק ממנה. השינוי הדרמטי הזה בכמות הקרינה מתרחש בקצב מהיר ביותר: הטמפרטורה ב 80606, בצד הקרוב לשמש, עשויה לזנק בכ 550 מעלות בתוך שעות ספורות בלבד. מודלים ממוחשבים חוזים שהשינוי המהיר בטמפרטורה מייצר זעזועים אדירים באטמוספירה, גלי הדף שמתפשטים בכוכב הלכת מהצד הפונה אל השמש אל הצד של הלילה. התוצאה עשויה להיות ורוחות שנעות במהירות של עשרות אלפי קילומטרים בשעה.
מזג האוויר הקיצוני ב 80606 מוביל אותנו לשאלה מתבקשת שאני בטוח שעלתה במוחם של רבים מכם: האפשרות לקיומם של חיים על כוכבי הלכת המרוחקים האלה. אין ספק שכוכבי לכת מטיפוס 'צדק חם', עם האטמוספירות המוטרפות שלהם, הם לא המועמדים האידיאליים, בלשון המעטה, לקיום חיים. אבל מאז גילויים של כוכבי הלכת החוץ-שמשיים הראשונים ב-1992, התגלו אלפי כוכבי לכת – ועל חלקם שוררים תנאים הרבה יותר נוחים. בואו נבקר באחד מהם.
שיטת 'טרנזיט' לגילוי כוכבי לכת
כפי שסיפרתי לכם בתחילת הפרק, בשנת 2009 נכנס לפעולה טלסקופ החלל ע"ש קפלר, שמטרתו המוצהרת הייתה איתור כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש. ואכן, קפלר עמד במשימתו: במשך תשע וחצי שנות פעילותו, צפה טלסקופ החלל ביותר מחצי מיליון שמשות רחוקות, ואיתר למעלה מאלפיים וחמש מאות כוכבי לכת חדשים. כיצד הצליח קפלר לגלות כל כך הרבה כוכבי לכת בזמן קצר יחסית?
המפתח נעוץ בשיטת הגילוי בה עשה הטלסקופ שימוש. בלארופון ו 80606, נזכיר, התגלו באמצעות שיטת 'מהירות רדיאלית', שבה מודדים את הרטט של כוכב בתגובה לכוח המשיכה של כוכב לכת קרוב אליו. זו טכניקה טובה שהוכיחה את עצמה, אבל אחד החסרונות שלה הוא שבכל רגע נתון הטלסקופ יכול לעקוב ולמדוד כוכב אחד בלבד.
טכניקת הגילוי של קפלר מכונה 'טרנזיט', מלשון 'לחלוף' על פני משהו (To Transit). הטלסקופ עוקב אחר כוכב במשך זמן ארוך מאוד – מספר שנים – ומודד את עוצמת האור שנפלט ממנו. במצב רגיל, עוצמת האור שפולט כוכב לא משתנה בצורה משמעותית – אבל אם יש כוכב לכת שמקיף אותו, ואם כוכב הלכת הזה חולף בדיוק בקו הראייה בינינו ובין אותה שמש – אז בזמן שהוא עובר בינינו הוא מסתיר אותה באופן חלקי, במעין ליקוי חמה זמני. השינוי בעוצמת האור בעקבות ההסתרה הזו הוא זעום למדי: כדור הארץ, למשל, חוסם רק 0.008 אחוז מאור השמש. אבל החיישנים של קפלר היו רגישים מספיק כדי לזהות שינויים זעירים כל כך, ולא פחות חשוב – מפתח העדשה שלו היה רחב מאד והטלסקופ היה מסוגל לעקוב אחרי מאה וחמישים אלף כוכבים בו זמנית. כך הצליח טלסקופ החלל לאתר המון כוכבי לכת חדשים בבת אחת.
מי מתוך אותם אלפי כוכבי לכת חדשים שגילה קפלר, עשוי לשאת עליו חיים? זו שאלה מורכבת שאנחנו לא יודעים לענות עליה, בעיקר מכיוון שנכון להיום, אנחנו לא יודעים לומר בוודאות מהם התנאים ההכרחיים לקיומם של חיים. אנחנו מכירים את החיים כפי שהתפתחו כאן, בתנאים השוררים על פני כדור הארץ – אבל זה לא אומר שחיים לא יכולים להתפתח גם בתנאים אחרים. ובכל זאת, המדענים פיתחו סט של 'כללי אצבע' בסיסיים שעוזרים להם להתמקד במועמדים פוטנציאליים מבטיחים יחסית – ואחד מאותם מועמדים מבטיחים הוא קפלר 22B, שלצידו אנחנו מרחפים עכשיו, במרחק של כשש מאות שנות אור מכדור הארץ.
כללי אצבע לקיומם של חיים מחוץ למערכת השמש
'כלל אצבע' ראשון נוגע לא בכוכב הלכת עצמו, כי אם בשמש שלו. כוכבים גדולים ומאסיביים שורפים את הדלק שלהם בתוך כמה עשרות מיליוני שנים בלבד – הרף עין, במונחים קוסמיים. בכדור הארץ חלפו כמיליארד שנים עד שהופיעו ניצני החיים, ועוד כשלושה מיליארד שנים נוספות עד שהתפתחו יצורים רב-תאיים מורכבים. על כן, כוכב לכת שמקיף שמש קטנה וצנועה יחסית, שכמו השמש שלנו בוערת במשך מיליארדי שנים – הוא מועמד סביר יותר להחזיק חיים מכוכב לכת שמקיף שמש גדולה ולוהטת.
כלל האצבע השני קשור במרחק שבו מקיף כוכב הלכת את השמש שלו. כוכב לכת שנע במסלול קרוב מאוד לשמש – כמו, לדוגמה, בלארופון שפגשנו קודם – סופג כמות גדולה של קרינה וחום, והטמפרטורה על פניו תהיה כנראה גבוהה מדי. שוב, זה לא אומר שאין שום סיכוי לחיים על כוכבי לכת מטיפוס צדק חם: מי יודע, אולי ישנן אזורים קרירים יותר בתוך האטמוספירה, או ירח שמקיף את כוכב הלכת שעליו התנאים נוחים יותר – אבל ככלל, קשה לראות כיצד יכולים יצורים חיים להתפתח בסביבה כה עוינת. באותו האופן, גם כוכבי לכת שמקיפים את השמש שלהם במרחק גדול מדי אינם מועמדים טובים לקיום חיים: הקור העז יהפוך אותם לשממה קפואה.
באמצע, בין הגיהנום הלוהט והשממה הקפואה, נמצאת רצועה שהמדענים מכנים אותה 'איזור המחיה': טווח של מרחקים מהשמש, שבו כמות הקרינה והחום שיקבל כוכב לכת היא לא גדולה מדי ולא קטנה מדי. טווח המרחקים המדוייק של אזור המחיה משתנה בין שמש לשמש: אם השמש חזקה ובוהקת, רצועת אזור המחיה סביבה תהיה רחוקה יותר מאזור המחיה שסביב שמש קטנה וקרירה יותר.
ולבסוף, כלל האצבע השלישי – מים. החיים בכדור הארץ התפתחו באוקיינוסים, וכל היצורים החיים בכדור הארץ חייבים מים כדי להתקיים – ולכן כוכב לכת שיש עליו מים, ובמיוחד מים נוזליים – להבדיל מקרחונים קפואים – הוא מועמד טוב להכיל חיים.
קפלר 22B הוא הרבה פחות מסעיר ומשונה מכוכבי הלכת בהם ביקרנו עד כה: גודלו רק פי שניים מזה של כדור הארץ, והוא מקיף את השמש שלו במרחק גדול יחסית: קצת פחות מהמרחק של כדור הארץ לשמש שלנו, שזה בסדר כי גם השמש של קפלר 22B קצת יותר קטנה מהשמש שלנו. בקיצור, כוכב לכת די משעמם – פרט לעובדה שהוא מבין כוכבי הלכת הספורים הידועים לנו שעונים על כל שלושת התנאים שציינתי: השמש שלו קטנה ועתיקה, המסלול שלו נמצא בתוך אזור המחיה הפוטנציאלי שלה, ועל פי ההערכות – אוקיינוס של מים נוזליים מכסה את פניו. זה לא אומר שהתנאים בקפלר 22B הם בהכרח זהים לאלו שעל כדור הארץ: מי יודע, אולי האטמוספירה שלו עשויה מגזים רעילים או כאלה שיוצרים אפקט חממה קיצוני כמו זה שאנחנו מכירים מנוגה במערכת שלנו. אבל מכל כוכבי הלכת שאנחנו מכירים, קפלר 22B הוא אולי הדומה ביותר לכוכב הלכת שאנחנו מכנים 'בית'.
אבל קפלר 22B, נזכור, מרוחק מאיתנו כמעט שש מאות שנות אור. אם התפתחו עליו חיים, איך נוכל לגלות אותם?
ובכן, בדומה לאופן שבו אנחנו מסוגלים להסיק את עובדת קיומם של כוכבי לכת מסביב לשמשות מרוחקות בעקיפין, מתוך רמזים קלושים וההשפעות המיניאטוריות שלהם על הכוכבים שלידם – כך גם נוכל, אולי, לגלות את העקבות הזעירות שיצורים חיים עשויים להשאיר אחריהם. למשל, חמצן, מתאן ואדי מים – גזים שכאן על כדור הארץ קשורים בקשר הדוק לתהליכי חילוף החומרים של בקטריות, בעלי חיים וצמחים. לחוקרים ישנה דרך מחוכמת לאתר גזים כאלה באטמוספירות של כוכבי לכת רחוקים.
[עודד]מה שאנחנו יכולים לעשות זה להסתכל על האור מהכוכב, שעובר דרך האטמוספירה של כוכב לכת שאותו אנחנו מעוניינים לחקור – ואז מגיע לטלסקופ שלנו. מה יקרה לאור הזה, לעומת האור שנפלט ישר מהכוכב? האטמוספירה תבלע חלק ממנו.
[רן]כמו פילטר שיחסום חלק מהתדרים.
[עודד] בדיוק. אבל גזים שונים חוסמים אורכי גל שונים. ז"א, אורכי גל שונים יעברו. אנחנו יודעים שהאטמוספירה שלנו כחולה כי צבעים מסויימים נשברים באטמ' שלנו יותר מצבעים אחרים. השמש בפועל לא צהובה, אבל אם מסתכלים עליה דרך האטמוספירה שלנו היא נראית צהובה כי האטמוספירה שלנו חוסמת חלק מאורכי הגל וגורמים לשמש שלנו להראות צהובה. אז ככה אנחנו יכולים להסתכל גם על שמש אחרת, דרך האטמוספירה של כוכב לכת אחר, ולנסות לזהות אילו גזים יש באטמוספירה הזו לפי אילו צבעים אנחנו רואים, איזה ספקטרום."
במילים אחרות, המדענים מקווים לאתר את עקבותיהם של הגזים האלה באותו האופן שבו אני יודע לומר ששחר, בני האמצעי, הגיע הביתה מבית הספר: אם שוקולד שהיה במגירה בבוקר – נעלם, זה סימן בדוק ששחר היה פה. באופן דומה, אם פוטונים בתדר כלשהו שהיו אמורים להימצא באור שפולטת השמש הרחוקה נעלמים כשהם חולפים דרך האטמוספירה של כוכב הלכת – סימן שגז כלשהו 'בלע' אותם.
אבל כאן מתעוררת בעיה חדשה. אצלי בבית, שחר הוא לא טורף הממתקים היחידי: יש לי עוד סוכרקניבור מושבע – מרום, אחיו הקטן. אם השוקולד שהיה במגירה נעלם, אולי מרום אכל אותו. באותו האופן, גם חמצן, מתאן ואדי מים יכולים להיווצר באטמוספירה של כוכב לכת בעקבות תהליכים טבעיים שאינם קשורים לחיים – כמו למשל, המתאן שאנחנו מוצאים בכמויות גדולות על טיטאן, ירחו של שבתאי. איך נדע שהגזים שגילינו, אם גילינו אותם, הם אכן תוצרי לוואי של חילוף חומרים ביצורים חיים? לפרופ' עודד אהרונסון יש תשובה.
"[עודד] יש אגב אנשים שאומרים, אפילו אם נמצא אחד או שניים מאלה – יופי, ניצחנו. אני חושב שהטריק הוא לגלות את הקומבינציה של הגזים האלה. ז"א, כל גז לחוד, אני יכול להסביר את ההמצאות שלו בתהליכים לא ביולוגים, אבל אם אמצא חתימה של כל מיני גזים, שזמן היציבות שלהם הוא כל כך קצר במערכת שהם לא אמורים להיות שם, ובכל זאת אני מגלה אותם. ויתרה מזאת, אני מגלה אותם בקומבינציה עם עוד גזים אחרים שלא אמורים להיות שם – אז זה לא במקרה, אז אני כבר מתחיל להתרגש."
ואולי לפרופ' אהרונסון ועמיתיו יש סיבה טובה להתחיל להתרגש: שפע המידע החדש שהעניק לנו טלסקופ החלל קפלר בעשר השנים האחרונות מצביע על כך שבערך אחת מכל חמש מערכות שמש בגלקסיה שלנו עשויה להכיל כוכב לכת דומה לקפלר 22B. המשמעות היא שישנם, אולי, כאחד עשר מיליארד כוכבי לכת דמויי-כדור הארץ שכאלה בשביל החלב לבדה.
ואם זה לא מספיק, תגלית חדשה שנעשתה בשנים האחרונות עשויה לשנות עוד יותר את תפיסת העולם שלנו לגבי שכיחותם של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, והאפשרות למצוא עליהם חיים. בואו נטוס אל כוכב הלכת האחרון שנבקר בו היום.
כוכבי לכת נודדים (Rouge Exoplanets)
הגענו.
נכון. אין פה כלום. אנחנו נמצאים עשרים וארבע אלף שנות אור מכדור הארץ, בחלל הבין-כוכבי. נכון שתמיד אומרים על החלל שהוא גדול ורחב במידה בלתי נתפסת? שהמרחקים בין הכוכבים הם כה גדולים, עד שכל כוכב הוא כמו אי קטנטן באוקיינוס קוסמי אדיר? עשרות שנים של צריכת מדע בדיוני חינכו אותי להאמין שהחלל הבין-כוכבי הזה הוא ריק. שפרט לכמה אטומים אקראיים פה ושם, אין שם שום דבר.
הרמז הראשון לכך שתפיסת העולם הזו היא אולי שגויה הגיע כשגילו המדענים את כוכבי הלכת מסוג 'צדק חם' שהכרנו קודם. החוקרים הבחינו בעובדה משונה: במערכות שמש שבהם נתגלו כוכבי לכת מאסיביים במסלול קרוב לשמש שלהם לא היו, בדרך כלל, כוכבי לכת אחרים. זה מוזר: התיאוריות שמתארות את אופן הווצרותן של מערכות שמש חוזות שבמערכת שמש טיפוסית יהיו, בדרך כלל, כמה וכמה כוכבי לכת קטנים לצד כוכב הלכת הגדול והמאסיבי, כפי שבמערכת השמש שלנו ישנן כמה וכמה פלנטות לצד צדק הגדול. אם כן, לאן נעלמו כל כוכבי הלכת האלה?
המפתח לחידה הזו היא תיאוריית הנדידה שהזכרתי קודם. על פי התאוריה הזו, נזכור, כוכבי הלכת הגזיים והמאסיביים נוצרים רחוק מהשמש שלהם, ואז נודדים פנימה אל תוך מערכת השמש תחת השפעת כוח הכבידה של ענני הגזים וכוכבי לכת אחרים. סימולציות של מודלים ממוחשבים מעלות את האפשרות שכשכוכבי הלכת המאסיביים האלה עושים את דרכם פנימה אל עבר השמש שלהם, הם כמו טנק מרכבה שדוהר במהירות של תשעים קמ"ש: שום דבר לא יכול לעצור אותו. כל גוף אחר במערכת השמש שעומד בדרכם של הבהמות הקוסמיות האלה 'נדרס' או מועף לכל הרוחות.
"[עודד] אם אתה לוקח כוכב לכת גדול ושמן כמו צדק וגורם לו לנדוד פנימה, שום דבר לא עומד בדרכו. הוא יקח את כדור הארץ, יקח את נוגה ויזרוק אותם פנימה אל השמש או שהוא יכול גם לזרוק אותם החוצה ממערכת השמש. ולכן, כשהוא מגיע בסופו של דבר, אותו צדק חם, קרוב מאד לשמש שלו – אתם לא תופתעו לשמוע שבעצם לא נשאר שום דבר מאחוריו. הוא ניקה את כל המסלול שלו. המערכות שיש בהן צדק חם, הרבה פעמים לא רואים עוד כוכבי לכת. לעומת זאת, יש מערכות אחרות כמו מערכת השמש שלנו, שגילינו בהן כוכבי לכת רבים. אנחנו הרבה פעמים מגלים קבוצה של פלנטות, משפחה של פלנטות סביב כוכב אחד ואז יש מן סדר כמו שיש במערכת השמש שלנו.
[רן] זאת אומרת, אתה אומר שיש פה מגמה לשני מצבים אפשריים: או שזה משהו כמו צדק חם ואז הוא לבד מסתובב כי כשהוא נכנס, הוא זורק החוצה כוכבי לכת אחרים – או שהוא נמצא קצת יותר רחוק מהשמש כמו הצדק שלנו, והוא כן מאפשר לכוכבי לכת אחרים להיווצר.
[עודד] נכון. מה שאמרת זה נכון. תמיד יש יוצאים מן הכלל אבל בתור מגמה זה תיאור טוב של מה שקורה."
אם המודלים הממוחשבים נכונים, אז המשמעות היא שישנם מיליארדים רבים. אולי טריליוני כוכבי לכת, שנוצרו במערכות שמש לצידם של כוכבי לכת מסוג 'צדק חם' – והושלכו ממערכות השמש שלהם תחת השפעתם של הענקים הדורסניים האלה. היכן הם, כל אותם מיליארדי כוכבי לכת אבודים? כאן, בחלל הבין כוכבי. אם פעם חשבנו שהמרחבים הכבירים בין הכוכבים הם שממה ריקה – היום אנחנו מתחילים להבין שהמדבר הקוסמי הזה הוא ביתם של אינספור כוכבי לכת ואסטרואידים נודדים, Rouge ExoPlanets בלעז, שנעים באפילה התמידית שבין השמשות – אולי אפילו יש יותר כוכבי לכת נודדים מאשר כוכבי לכת במערכות שמש.
אנחנו נמצאים כעת ליד כוכב לכת נודד שכזה. אין לו שם – רק מספר: MOA משהו-משהו-262. קשה לכם לראות אותו כיוון שבהעדר שמש שתאיר אותו, 262 הוא אפל לחלוטין. ומכיוון שהוא אינו סובב סביב כוכב, כל שיטות הגילוי שתארתי קודם – שנסמכות על איתור ההשפעות של כוכב לכת על השמש שלו – אינן רלוונטיות. 262 נתגלה בדרך שונה לחלוטין, שיטה המכונה 'מיקרו-לנסינג' (MicroLensing), מלשון Lens, עדשה. השיטה הזו מבוססת על העובדה שכוח הכבידה של כוכב הלכת משפיע על קרני האור שחולפות בסמוך אליו: הוא 'מעקם' אותן מעט, בדומה לאופן שבו עדשת זכוכית 'מעקמת' ומשנה את מסלולן של קרני האור שעוברות דרכה. ההשפעה של כוח הכבידה של כוכב הלכת על קרן אור היא זערורית ביותר, אבל בשנים האחרונות פותחו טכנולוגיות המאפשרות לחוקרים לאתר את ההשפעות הזעירות האלה, למדוד אותן ולהסיק מהן את קיומם של כוכבי לכת נודדים כגון 262. אנחנו אפילו יודעים לומר ש 262 הוא ככל הנראה מאסיבי פי שלושה מצדק שלנו, וכנראה שיש לו ירח שגודלו כחצי מכדור הארץ.
על פניו, לא סביר לצפות למצוא חיים על כוכבי לכת נודדים. כל הצמחים ובעלי החיים שאנחנו רואים סביבנו בכדור הארץ תלויים באור השמש למחייתם, בישירות או בעקיפין, וללא כוכב קרוב – היינו מצפים שכוכבי הלכת הנודדים יהיו גושי קרח קפואים ותו לא. אבל אפילו כאן בכדור הארץ, השמש אינה מקור האנרגיה היחיד: יסודות רדיואקטיביים בבטן האדמה מתפרקים, והתפרקות רדיואקטיביות זו מייצרת חום ששומר על ליבת כדור הארץ רותחת ומבעבעת. רק לפני עשרות שנים ספורות הופתעו המדענים לגלות מושבות של יצורים חיים בקרקעית האפלה והקפואה של האוקיינוסים שעושים שימוש באנרגיה הזו כתחליף לאור השמש: בקטריות, תולעים, סרטנים וצמחים שחיים סביב ארובות עשן לוהטות, גייזרים של מים רותחים שניזונים מהאנרגיה שנפלטת מבטן האדמה כבר למעלה מארבע מיליארדי שנים.
החום הזה לא תמיד מספיק. כדי שהאנרגיה הרדיואקטיבית תחמם את כוכב הלכת כולו, הכוכב צריך להיות גדול מספיק או בעל אטמוספירה עבה מספיק כדי לשמר את החום שלא יברח אל החלל. למאדים, למשל, לא היה מזל: מאדים הוא קטן יחסית והאטמוספירה שלו דלילה, ולכן כל האנרגיה התת-קרקעית שהייתה אצורה בו התנדפה ונעלמה זה מכבר. אבל חישובים מראים שאם כוכב לכת נודד, אפילו כזה שנזרק ממערכת השמש שלו לפני מיליארדי שנים, הוא גדול מספיק ובעל אטמוספירה עבה – הטמפרטורה על פניו עשויה להיות נוחה למדי, אולי אפילו מעל נקודת הקיפאון של המים. וישנן אפילו מקורות אנרגיה אפשריים נוספים: למשל, אם לכוכב לכת נודד שכזה יש ירח גדול, כמו הירח שאולי מקיף את 262 שלנו, כוחות הגאות והשפל שפועלים בין כוכב הלכת והירח שלו עשויים להניע תהליכים טקטוניים שמחממים את הירח הקטן יותר. אנחנו יכולים למצוא דוגמה לתהליכים כאלה גם במערכת השמש שלנו: כוחות הגיאות והשפל שמפעיל צדק על ירחו אירופה, למשל, מחממים את הלווין ומאפשרים לו לשמור על אוקיינוס חובק-עולם של מים נוזליים מתחת לשכבה עבה של קרח-עד, ששומרת על החום הפנימי שלא יברח לחלל.
במילים אחרות, אנחנו יכולים בהחלט להעלות תרחישים שבהם חיים יכולים להתקיים ואולי אפילו לשגשג על כוכבי לכת נודדים. נסו לשוות בדמיונכם גזע של חייזרים תבוניים שהתפתחו על כוכב לכת נודד שכזה, ללא אף שמש באזור. איך הם רואים את היקום? מה הם חושבים על נקודות האור הקטנטנות שהם רואים בשמי הלילה העשירים שלהם? האם הם יכולים בכלל לדמיין חיים על כוכב לכת שמסתובב סביב כדור אש שממטיר עליו גשם של קרינה לוהטת, או שהרעיון כולו נראה להם מגוחך ואבסורדי. האם ייתכן שאי שם, בעבר הרחוק של מערכת השמש שלנו, נקלע כוכב לכת נודד שכזה אל השכונה שלנו – והביאו איתו לכדור הארץ את בשורת החיים ממערכת שמש רחוקה, כמו חבילה של דואר בין-כוכבי?
אין לנו מושג, אבל אין ספק שהתגליות המרתקות של עשרים השנים האחרונות מטלטלות את תפיסת עולמנו, ומכריחות אותנו להרחיב ולמתוח את גבולות הדימיון שלנו.
"[עודד] אני רוצה להגיד את הדבר הבא. אני חושב שזה מחזיר אותנו לתחילת השיחה, שדיברנו על זה שאנשים – אגב לא רק באסטרונומיה, שם זה אולי הכי בולט – אבל אנשים יש להם הטיות, והם נוטים לצפות ולראות את היקום סביבם דרך המשקפיים של עצמם, ודרך החוויות היחסית צרות שהם מכירים. מאד קשה לנו לבלוע את זה שיכול להיות שיש מקומות אחרים שהם מאד מאד שונים. אפילו לא בגלל שמרנות אלא בגלל שהדימיון שלנו לא מאפשר לנו ללכת לשם. ואני חושב שכוכבי הלכת החיצוניים, הוא התחום האינטלקטואלי הכי חשוב באסטרונומיה בעשרות השנים האחרונות, בדיוק בגלל מה שאתה אומר, בדיוק בגלל שזה פותח לנו את האופקים ומרשה לנו להסתכל על עצמנו במעין פרפסקטיבה יותר רחבה מזו שהייתה לנו לא לפני הרבה זמן, שנים ספורות."
בשנים הקרובות אנחנו צפויים לשטף הולך וגובר של תגליות חדשות, בעקבות שני טלסקופים חדשים שתפעיל נאס"א: הראשון, TESS, שוגר לחלל ב-2018 ותר אחר כוכבי לכת חדשים ברגעים אלה. השני, טלסקופ החלל על שם ג'יימס ווב, עתיד להמריא בשנים הקרובות. יהיה מעניין מאוד לגלות אילו כוכבי לכת חדשים ומשונים יגלו שני הטלסקופים האלה, ואלו יצורים חדשים יצטרפו אל גן החיות הקוסמי שלנו.
https://arxiv.org/abs/1312.3951
https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler-22b
https://en.wikipedia.org/wiki/HD_80606_b
https://en.wikipedia.org/wiki/51_Pegasi_b
https://astroengine.com/2017/03/29/exoplanets-are-sacrificing-moons-to-their-white-dwarf-overlords/
https://www.sciencealert.com/hot-jupiter-wasp-104b-one-of-the-darkest-planets-ever
https://www.space.com/6364-exoplanet-sees-extreme-heat-waves.html
https://arxiv.org/pdf/1101.3800v4.pdf
http://www.openexoplanetcatalogue.com/planet/MOA-2011-BLG-262Lb/
https://www.universetoday.com/139792/this-planet-is-so-metal-iron-and-titanium-vapour-found-in-the-atmosphere-of-an-ultra-hot-jupiter/https://news.psu.edu/story/140842/1997/09/01/research/planets-very-start
https://en.wikipedia.org/wiki/Chthonian_planet
https://en.wikipedia.org/wiki/Super-Earth
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4291657/
https://arxiv.org/abs/1609.08633
https://news.stanford.edu/news/2012/february/slac-nomad-planets-022312.html
https://arxiv.org/abs/1707.07634
https://aeon.co/essays/could-we-make-our-home-on-a-rogue-planet-without-a-sun
https://phys.org/news/2011-05-class-planets.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Rogue_planet
https://www.space.com/818-orphan-planets-hard-knock-life.html
https://arxiv.org/abs/0709.0945
http://www.astronomy.com/news/2018/11/rogue-one-and-two
https://www.hao.ucar.edu/research/stare/search.html
http://www.thestargarden.co.uk/Exoplanets.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Planetary_migration
https://en.wikipedia.org/wiki/Hot_Jupiter
https://www.space.com/17738-exoplanets.html
https://exoplanets.nasa.gov/the-search-for-life/habitable-zones/
https://exoplanets.nasa.gov/the-search-for-life/life-signs/
https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6991
https://arxiv.org/pdf/1410.2575.pdf
https://arxiv.org/pdf/1604.03092.pdf
https://lco.global/spacebook/pulsar-timing-method/
לא הייתי נוסע איתך לטיול בחלל, או בכלל 🙂
נחמד שהתקנת Flux Capacitor. אמנם ליסינג אבל אם היית מתקין גם את "מר היתוך" (Mr. Fusion) היית חוסך את כל האי נעימות אם לבקש טובות מאיתמר
חחחח יפה!! 🙂