עוד כוכב לכת
סביב השמש הקרובה אלינו

לפני 3.5 שנים הכריזו מדענים על ראיות לקיומו של כוכב לכת דמוי ארץ המקיף את הכוכב הקרוב ביותר למערכת השמש שלנו ‒ פרוקסימה קנטאורי. כעת מתברר שהמערכת הזו עשויה להיות מורכבת ומעניינת עוד יותר, בעקבות הגילוי של ראיות לקיומו של כוכב לכת נוסף שמשנה את מה שחשבנו שאנו יודעים על דרכי היווצרותם של כוכבי לכת כאלה.

צוות חוקרים מאירופה, ארצות הברית וצ'ילה דיווח במאמר שפורסם בכתב העת Science Advances כי הוא גילה סימנים לקיומו של כוכב לכת הרבה יותר גדול, במסלול חיצוני יותר, בעזרת נבירה דקדקנית בנתונים שנאספו במשך 17 שנים של תצפיות על מערכת השמש השמש השכנה, המרוחקת מאיתנו רק כ-4.25 שנות אור.

תנודות מחזוריות

החוקרים, בראשות מַרְיוֹ דַמַאסוֹ (Damasso) ממצפה הכוכבים בטורינו שבאיטליה ופַבְּיוֹ דֶל סוֹרְדוֹ (Del Sordo) מאוניברסיטת כרתים ביוון, ניתחו נתונים שנאספו בטלסקופ אלמה בצפון צ'ילה. אלמה הוא טלסקופ רדיו המורכב ממערך של 66 אנטנות ומחשב-על המשקלל את הנתונים שהן אוספות. ריבוי האנטנות ושינוי המיקום שלהן זו ביחס לזו מאפשר למקד את הטלסקופ ולבצע מדידות מדויקות מאוד.

במקרה הזה, החוקרים התמקדו במדידת מהירות התנועה של הכוכב ביחס אלינו, המכונה מהירות רדיאלית, שהפכה לאחת השיטות הנפוצות לגילוי כוכבי לכת במערכות שמש אחרות. כשכוכב לכת חג סביב שמש, גם הוא מושך אותה מעט אליו, כך ששניהם מקיפים מרכז כובד משותף. מי שצופה מזווית מתאימה יראה כאילו הכוכב מתרחק מאיתנו ומתקרב אלינו חליפות, בתנאי שיש לו מכשור רגיש מספיק כדי למדוד את השינויים הזעירים בעזרת אפקט דופלר, שגורם לשינוי באורך הגל של האור שנפלט מהכוכב.

עוצמת השינוי, כלומר מידת ההתקרבות וההתרחקות של הכוכב, והתדירות שלו, תלויים בגודל של כוכב הלכת ביחס לשמש שלו ובמרחק ביניהם. החישובים הופכים מורכבים מאוד כשיש יותר מכוכב לכת אחד סביב אותה שמש, והם מושכים אותה לעיתים בכיוונים מנוגדים.

שנים של חיפושים

בניתוח התצפיות על פרוקסימה קנטאורי נדרשו החוקרים לסבלנות רבה כדי לאתר את מחזוריות התנודות האלה. על פי ממצאיהם, כוכב הלכת הזה משלים הקפה סביב השמש שלו ב-5.2 שנות ארץ. אומנם מרחקו מהשמש שלו הוא רק פי 1.5 מהמרחק בין כדור הארץ לשמש, אבל מכיוון שפרוקסימה קנטאורי הוא ננס אדום ‒ שמש קטנה וחלשה הרבה יותר ‒ הכבידה שלו מכתיבה הקפה איטית יותר.

כוכב הלכת שהתגלה הוא "סופר ארץ", בעל מסה גדולה פי שישה בערך מכדור הארץ, אבל קטנה בהרבה מהמסות של כוכבי הלכת הבאים בתור לפי גודלם: כוכבי הלכת הקפואים אורנוס ונפטון במערכת השמש שלנו.

הגילוי של כוכב לכת נוסף סביב פרוקסימה קנטאורי עמד על הפרק כבר זמן מה. לפני כשנתיים גילו חוקרים סימנים לקיומה של טבעת גדולה המורכבת מאבק וסלעים סביב הננס האדום. מעריכים שטבעות כאלה נוצרות מחומר שלא התגבש לכוכבי לכת. במערכות שיש בהן כמה גופים פלנטריים, או שהיו כאלה בעבר, התנגשויות ביניהם עשויות לשחרר חומר נוסף, שמצטרף גם הוא לטבעות.

לפני כמעט שנה דיווחו אותם חוקרים על סימנים ראשונים לגילוי כוכב לכת נוסף, אך החישובים המורכבים ואימות הממצאים דרשו עוד זמן רב.

מערכת מורכבת. הדמיה של הטבעת הגדולה סביב פרוקסימה קנטאורי | איור: ESO / M. Kornmesser

עולם קפוא

אחד הנושאים שהסעירו את הדמיון ואת כלי התקשורת עם הגילוי של כוכב הלכת פרוקסימה קנטאורי b, היה שאלת האפשרות למצוא שם חיים. חוקרים הטילו ספק רב באפשרות הזאת, בין השאר משום שננסים אדומים הם אומנם כוכבים חלשים, אבל נוטים מדי פעם להתפרצויות קרינה אלימות. חוקרים אחרים, בהם עמרי ונדל ויוסף גיל מהאוניברסיטה העברית בירושלים, סבורים עם זאת שבתנאים מסוימים אין מניעה לקיום חיים על כוכבי לכת של ננסים אדומים.

שאלת קיום החיים אינה רלוונטית כנראה לגילוי החדש, כוכב הלכת פרוקסימה קנטאורי c. הוא אומנם לא רחוק במיוחד מהשמש שלו, אבל מכיוון שהיא כה קטנה הוא נמצא הרחק מחוץ למה שמכונה "האזור הישיב", כלומר טווח המרחק המאפשר קיום מים נוזלים על פניו. אם אכן יש מים על פניו, בטמפרטורה של כ-230 מעלות צלזיוס מתחת לאפס הם יהיו כנראה קפואים ולא יאפשרו קיום חיים כפי שאנו מכירים אותם.

כוכב הלכת שהתגלה (מימין), לצד פרוקסימה קנטאורי (אדום), כוכב הלכת הקטן יותר וטבעת האבק | איור: Lorenzo Santinelli

מה כן אפשר ללמוד מהגילוי? 

אם עד לפני 25 שנה כלל לא היינו בטוחים שיש כוכבי לכת גם לכוכבים אחרים, כיום אנו יודעים על קיומם של יותר מ-4,000 כוכבי לכת, במגוון רחב של גדלים והרכבים, סביב מגוון רחב של שמשות. בשנים האחרונות מתגלות יותר ויותר מערכות שמש שיש בהן כוכבי לכת רבים, וכל גילוי כזה ממחיש שגם הן פחות נדירות ממה שחשבנו בעבר.

בנוסף, למרות הידע שנצבר בנושא אנו עדיין יודעים מעט מאוד על דרכי היווצרותם של כוכבי לכת. אחד הנושאים המסקרנים בתחום הזה הוא שאלת היווצרותם של כוכבי לכת קטנים יחסית סביב שמשות קטנות יחסית. מערכת פרוקסימה קנטאורי עשויה להיות מקום אידיאלי למצוא בו תשובות, כי עכשיו אנו כבר יודעים שיש לה כנראה שני כוכבי לכת וטבעת שהיא מעין "חגורת אסטרואידים", כך שיחסי הגומלין בין שלושת הגופים עשויות לשפוך אור חדש על היווצרן והתפתחותן של מערכות כאלה.

הקירבה שלנו למערכת (במונחים קוסמיים) והעובדה שמדובר בננס אדום שאורו חלש יחסית, הופכים את כוכבי הלכת האלה למועמדים אידיאליים למחקר המשך, ואפילו לתצפית ישירה, בעיקר עם בוא הדור הבא של טלסקופי חלל שעתיד להיכנס לשימוש בשנים הקרובות.

למרות כל אלה, עדיין צריך להתייחס בזהירות להודעה על הגילוי. החוקרים אינם שוללים את האפשרות כי הדפוס המחזורי שראו במיקום הכוכב עצמו עשוי להיגרם לא רק מכוכב לכת נוסף, אלא גם מתופעות אחרות, כמו שינויים בפעילות המגנטית שלו. לכן גם הם מדגישים שדרוש עוד מחקר בטרם יהיה אפשר לקבוע בוודאות שיש שני כוכבי לכת במערכת השמש הקרובה אלינו ביותר.