בשנים האחרונות מפנים אסטרונומים רבים מאמצים לגילוי כוכבי לכת חדשים מחוץ למערכת השמש, ואכן עם התפתחות טכניקות לזיהוי כוכבים אלו עולה בצורה חדה מספר כוכבי הלכת המוכרים לנו. אחת השיטות לזיהוי כוכבי לכת הינה שיטת ה"טרנזיט", או המעבר בעברית. בשיטה זו נמדד כל העת האור הנפלט מכוכב השבת, "השמש" של מערכת שמש רחוקה. במידה וכוכב לכת מקיף את כוכב השבת, כל פעם שהוא עובר בינינו לבין כוכב השבת, קטנה כמות האור המגיעה אלינו. מאחר והקפה של כוכב לכת מסביב לכוכב שבת הנה תהליך מחזורי, אנו נראה ירידה בכמות האור המגיעה אלינו, באופן מחזורי, כלומר כל זמן קבוע. בשיטה זו ניתן לדעת כי הירידה בעוצמת האור אכן נובעת מהקפה של כוכב לכת, וכן לחשב את גודלו, ומאסתו.
שיטה זו נוחה לגילוי כוכבי לכת גדולים, המסתירים אחוז גדול מאור כוכב השבת, אולם מירב העניין הינו דווקא בחיפוש אחר כוכבים קטנים, הקרובים בגודלם לכדור הארץ, מתוך שאיפה לאתר כוכבים אשר יתכנו עליהם חיים, מחוץ למערכת השמש שלנו.
על אף המגבלה הזו, הצליחה לאחרונה קבוצת חוקרים לגלות כוכב לכת קטן יחסית בשיטה זו. לשם כך הסתכלו החוקרים מלכתחילה רק על מערכות שמש בהם כוכב השבת עצמו הינו קטן יחסית, ועל כן גם כאשר כוכב לכת בגודל של כדור הארץ עובר בינינו לבין כוכב השבת, הוא מסתיר כמות אור של כ-1 אחוז מך כל האור הנפלט מן הכוכב. על מנת למדוד ירידה כה קטנה בכמות האור, השתמשו החוקרים לא בטלסקופ אחד, אלא ב8 בו זמנית, ומיצעו את הנתונים המתקבלים מכל הטלסקופים.
החוקרים זיהו כוכב אשר רדיוסו הינו כ2.8 פעמים רדיו כדור הארץ, כלומר גדול מכדור הארץ, אולם לא בהרבה. למעשה עד כה אותר רק כוכב לכת אחד בגודל שכזה מבין אלפי כוכבי הלכת שכבר אותרו מחוץ למערכת השמש.
ההפתעה האמיתית התגלתה כאשר ניתוח התוצאות הראה כי מאסת הכוכב הינה בסה"כ כ6.5 פעמיים מאסת כדור הארץ. כאשר נתון זה נלקח בחשבון יחד עם גודלו של הכוכב, מתגלה כי צפיפות הכוכב נמוכה ביותר, כ-1.9 גרם לסמ"ק. לשם השוואה צפיפותו של כדור הארץ הינה כ5.5 גרם לסמ"ק.
לדעתם של החוקרים, ההסבר לכך חייב לנבוע מן העובדה כי הכוכב מכיל מים רבים, ולמעשה כמחצית ממאסתו, הינה מאסת המים של הכוכב. הסיבה לכך נעוצה בעובדה שכוכבי לכת נוצרים בצורה דומה בתוך ערפיליות המכילות ברזל, ניקל, פחמן סיליקון, חמצן מימן והליום. לרוב היסודות הכבדים – בעיקר ברזל וניקל נמשכים זה לזה ויוצרים גרעין סביבו מתרכזים שאר החומרים. הפחמן והסיליקון מתחמצנים, ושאר החמצן מתפנה ליצירת מים יחד עם המימן. האטמוספרה של הכוכב מורכבת בעיקר ממימן והליום בשלב ראשון.
אולם צפיפותו של גרעין הכוכב המורכב מברזל וניקל גבוהה בהרבה מ 1.9 גרם לסמ"ק, המשמעות היא כי כמות מים עצומה, אשר צפיפותם הינה רק 1 גרם לסמ":ק חיבת להימצא על הכוכב על מנת שהצפיפות הכוללת תקטן עד ל1.9 גרם לסמ"ק
כך הגיעו החוקרים למסקנה כי לראשונה, אותר מעין "עולם מים", אשר כמחצית ממאסתו מורכב ממאסת מים (לשם השוואה, רק 0.06 אחוז ממאסת כדור הארץ הינה מאסת מים) . הדרך מכאן ועד להנחה כי בכוכב זה ניתן למצוא חיים הינה רחוקה מאוד. הכוכב קרוב יחסית לכוכב השבט של המערכת, ועל כן הטמפרטורה בו גבוהה מאוד, אולם זיהוי כוכב זה הינו עוד שלב משמעותי וחשוב, בדרך לגילוי כוכבים דומי כדור הארץ במערכות שמש מרוחקות.
המבנה המשוער של הכוכב. במרכז גרעין המורכב מיסודות מתכתיים כבדים כניקל וברזל. מסביבו מעטה של סילקון, ומסביבו האזור העצום המורכב ממים בלבד. האטמוספרה הינה קלה ומורכבת ממימן והליום
ביבליוגרפיה:
1. Water world larger than Earth, G. Marcy, Nature 462 853 (2009)
2. super-Earth transiting a nearby low-mass star, David Charbonneau1 et al, nature 462, 891
מאת: ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
