נאס"א הודיעה כי כוכבי הלכת זוהו בטלסקופ קפלר ואומתו בתצפיות נוספות

סוכנות החלל האמריקאית, נאס"א הודיעה על גילוי של 1,284 כוכבי לכת במערכות שמש אחרות (exoplanets), על סמך תצפיות של טלסקופ החלל קפלר, שאושרו בתצפיות מעקב נוספות. הגילוי הזה מכפיל כמעט את מספר כוכבי הלכת הידועים לנו במערכות שמש אחרות, רובם הגדול התגלה בעזרת תצפיות של טלסקופ החלל הוותיק.   


מספר כוכבי הלכת המרוחקים שהתגלו עד כה, וחלקו של קפלר בתצפיות. איור: נאס"א

טלסקופ החלל קפלר, נושא את שמו של האסטרונום הגרמני בן המאה ה-17, הידוע בין השאר בזכות ניסוח חוקי התנועה של כוכבי הלכת. הוא שוהה בחלל כבר יותר משבע שנים, מצלם מספר קבוע ומצומצם של שדות צפופים בכוכבים, ומודד שוב ושוב את בהירותם של כוכבים שונים. באסטרונומיה המונח "כוכב" מתייחס לגרם שמימי הפולט קרינה, כלומר שמש.  

כשכוכב לכת חולף על פני השמש שלו, הוא מסתיר חלק מהאור שלה. מידת ההסתרה תלויה בגודל של כוכב הלכת ובמרחק שלו מהשמש. למשל, כשכוכב הלכת חמה חלף השבוע על פני השמש שלנו, הוא הסתיר פחות מאחוז משטח הדיסקה. הירידה בעוצמת האור היתה כה קטנה, עד שמי שלא ידע על המעבר וצפה בו במכשור מיוחד, כלל לא הבחין באירוע.

המכשירים של קפלר, הצופה כמובן בכוכבים ממרחק עצום, רגישים מספיק כדי לזהות גם ירידה זעירה ברמת בהירותם של כוכבים.  אם ירידה כזו מתרחשת באופן מחזורי, אפשר להסיק מכך שכוכב לכת מסתיר שיעור קטן מאור הכוכב, ואפשר לחשב את זמן ההקפה שלו. על סמך מדידה של זמן ההקפה והערכה של מסת הכוכב עצמו, אפשר לחשב את המרחק בין שני הגופים ואת גודלו המשוער של כוכב הלכת. ניתן לחשב את זמן ההקפה של כוכב הלכת סביב הכוכב. מידיעת מסת הכוכב וזמן ההקפה של כוכב הלכת, ניתן לחשב את המרחק בין הגופים. בהתאם לעוצמת הירידה ומשך הזמן בו היא מתרחשת, ניתן לחשב גם את גודלו של כוכב הלכת.

הסתרת חלק מהאור של כוכבים אינו מעיד בהכרח על מעברים של כוכבי לכת. יש מערכות של שתי שמשות הנעות זו סביב זו (כוכבים כפולים) מה שיגרום לשינוי מחזורי בעוצמת האור של המערכת; גם כוכב קטן שאינו פולט אור, מהסוג המכונה "ננס חום", יכול להסתיר את אורה של שמש שהוא חג סביבה; הסתרה כזו יכולה להיות גם תוצאה של כוכב אחר המסתיר לנו חלק מאורה של שמש מסויימת, אך על פי ששניהם רחוקים מאוד זה מזה. לכן, כל זיהוי בטלסקופ החלל קפלר מוגדר "מועמד לכוכבת לכת", עד לאימות בשיטות נוספות.


כוכב לכת אמיתי? תופעות אסטרונומיות הגורמות להסתרת אור | איור: נאס"א

כדי לזהות מי מהתגליות של קפלר הוא כוכב-לכת אמיתי, נאס"א מפעילה מערך של תצפיות מן הקרקע.  בטלסקופ קק למשל, המוצב בהוואי, נמדד הספקטרום של הכוכב, כלומר אופי פליטת האור שלו. שינויים בספקטרום מאפשרים למדוד שינויים במהירות הסיבובית של השמש, ולפיהם אפשר לחשב את המסה של גוף המושך את השמש ממרכז ציר הסיבוב. אם המסה הזו אינה גדולה מדי, והשינויים הם מחזוריים, אפשר להסיק שמדובר בכוכב לכת. טלסקופ ג'מיני הצפוני, המוצב גם הוא בהוואי מצלם כוכבי לכת הרחוקים יחסית מהשמש שלהם. על הטלסקופ הזה מותקנת מצלמה מיוחדת בהפרדה גבוהה המאפשרת בתנאים מסוימים, לזהות את כוכב הלכת בסמוך לכוכב שלו.


שיטות לאימות קיומם של כוכבי לכת בטלסקופים קרקעיים | איור: נאס"א

מהנתונים שפרסמה נאס"א עולה כי מתוך 4,302 מועמדים, 1,284 כוכבי לכת אושרו בוודאות גבוהה מ- 99 אחוז. ייתכן כי 1,327 מועמדים נוספים גם הם כוכבי לכת, אם כי רמת הוודאות נמוכה מ-99 אחוז. 707 מעברים התבררו כתוצאה של תופעות אסטרונומיות אחרות. ו-984 מעברים אחרים נגרמו מכוכבי לכת שכבר זוהו בעבר.

סיווג של כל כוכבי הלכת המוכרים כעת על פי גודלם, מעלה כי כוכבי הלכת השכיחים ביותר הם בקוטר הגדול גדול פי 1.2 עד פי 3.1 מקוטר כדור-הארץ. כוכבי לכת אלו מכונים סופר-ארץ (super-Earth) ותת-נפטון (sub-Neptune) משום שהם מצויים בטווח הגדלים שבין כדור-הארץ לנפטון. מעניין לציין כי במערכת השמש שלנו אין כוכבי לכת בגודל הזה. עם זאת, ייתכן מאוד שהתפלגות הגדלים שאנו רואים כעת היא תוצאה של שיטות המדידה. בשיטות הנוכחיות קשה יותר לזהות כוכבי לכת ככל שהם קטנים יותר, ואפשר שההטיה הזו תבוא על פתרונה כשיהיו לנו טלסקופים גדולים ומשוכללים יותר.