הקרב על הננס

אסטרונומים גילו גוף לא מוכר בקצה מערכת השמש, במרחק ממוצע של כ-16.5 מיליארד ק"מ מהשמש, הרחק מעבר למסלולו של נפטון, כוכב הלכת הרחוק ביותר, המקיף את השמש במרחק ממוצע של כ-1.5 מיליארד ק"מ בלבד. הגוף החדש מכונה 2014 UZ224 ונמצא אף הוא מעבר לחגורת קויפר שבשולי מערכת השמש וכוללת גם את כוכב הלכת הננסי פלוטו.

גילוי העצם החדש היה תוצר לוואי בסקר Dark Energy Survey, שנועד לגלות את טבעה של האנרגיה האפלה, הגורמת להתפשטות המואצת של היקום. הסקר נעשה באמצעות צפייה בטלסקופ גדול יחסית (בעל מראה בקוטר ארבעה מטרים) הדוגם שדה ראיה רחב לאורך זמן רב, כך שכל אזור בשמים מצולם כמה פעמים. אף על פי שהעצם החדש גדול יחסית לגופי הקרח שבקצה מערכת השמש, הוא התגלה רק עכשיו משום שהוא נע מהנקודה הרחוקה של מסלולו (אפהליון) אל הנקודה הקרובה (פריהליון), כך שבהירותו גדלה בעודו מתקרב אל השמש. כמו כן, סקרי השמים לחיפוש אסטרואידים ועצמים אחרים במערכת השמש משתמשים בטלסקופים קטנים יותר ורובם בחצי הכדור-הצפוני. ה-Dark Energy Survey עושה שימוש בטלסקופ גדול הנמצא בצ'ילה, שבחצי הכדור הדרומי.

לאחר שהאסטרונומים מזהים עצם שמימי ועוקבים אחריו, הם יכולים לחשב את מסלולו ואת מרחקו מהשמש ומכדור-הארץ. לגופי מערכת השמש אין מקור אור משל עצמם וניתן לראותם רק כי הם מחזירים את אור השמש. לפיכך מידת הבהירות תלויה במרחקים של העצם ממקור האור (השמש) ומהצופה (כדור-הארץ), וכמובן מהגודל שלו. בהנחה שמדובר בגוף של קרח מכוסה אבק כמו שאר העצמים בקצה מערכת השמש, הבולע את רוב האור הפוגע בו, אפשר לחשב שקוטרו שלו הוא כ-530 ק"מ, השווה בערכו לעצמים הגדולים של חגורת האסטרואידים (כמו וסטה ופאלאס). האם קוטר זה עושה אותו לכוכב לכת ננסי?

עניין של הגדרה

האסטרונומים נדרשו להגדרה של כוכב לכת ננסי רק לפני כעשור, כאשר התעורר דיון אם הוא פלוטו הוא כוכב לכת או לא. המתנגדים טענו כי פלוטו קטן יחסית לשאר כוכבי הלכת הארציים ולירחים הגדולים שלהם (קוטרו רק שני שליש מהירח שלנו), וגופים נוספים בגודל דומה מעבר למסלולו של נפטון התחילו להתגלות בעשור האחרון של המאה ה-20.

מכיוון שהאסטרונומים לא רצו להגדיל את רשימת כוכבי הלכת, אבל מצד שני התקשו להגדיר את פלוטו "גוף קטן במערכת השמש" (Small Solar System Body), עלתה ההצעה לשנות את ההגדרה: כוכבי לכת יוגדרו כגופים הסובבים את השמש, גדולים מספיק כך שכוח הכבידה העצמי שלהם הופך אותם לכדוריים, והם שולטים בדינמיקה של גופים אחרים הנעים במסלול שלהם (מה שנהוג לכנות, שלא בצדק, "מנקים את המסלול"). גופים שלא שולטים בדינמיקה של גופים אחרים הנעים במסלול שלהם, אך עדיין גדולים מספיק כדי להיות כדוריים, הוגדרו "כוכבי לכת ננסיים". מכיוון שנפטון שולט בדינמיקה של פלוטו, הורד פלוטו בדרגה לכוכב לכת ננסי. ארבעה גופים נוספים בלבד צורפו לרשימה: אריס, האומאה ומאקהמאקה, שכניו של פלוטו בקצה מערכת השמש, וקרס, העצם הגדול ביותר בחגורת האסטרואידים שבין מאדים לצדק. כולם בקוטר של יותר מ-1000 ק"מ.

הגילוי של 2014 UZ224 דורש לבחון כעת מהו הסף התחתון של ההגדרה. כאמור, העצם צריך להיות כבד מספיק כדי לקבל צורה כדורית. בתהליך הזה חומר כבד (למשל ברזל) שוקע אל מרכז העצם ואילו חומר קל יחסית, כמו סלע, צף אל השכבות העליונות, כפי שארע בכדור-הארץ. חישובים מראים שתהליכים כאלו מתרחשים בגופים הגדולים מ-400 ק"מ בקירוב, כך ש-2014 UZ224 אכן ראוי להיקרא כוכב לכת ננסי. הבעיה היא שיש עוד כ-25 גופים דומים בשולי מערכת השמש, וייתכן שהגילוי החדש יאלץ את האסטרונומים לחדד את ההגדרות, או לוותר כליל על קריטריון הצורה הכדורית המבלבל, ובכך להעלים כליל את המונח של כוכב לכת ננסי, שהומצא לצרכים פוליטיים לטובתו של פלוטו.