צוות חוקרים בינלאומי בהשתתפות מדענים מישראל מצא ראיות לכוכב לכת ארצי גדול החג סביב כוכב ברנרד, אחת השמשות הקרובות אלינו ביותר

צוות בינלאומי של אסטרופיזיקאים בהובלת חוקרים מספרד ובהשתתפות שני מדענים מישראל מצא ראיות לקיומו של כוכב לכת החג סביב כוכב ברנרד, אחד הכוכבים הקרובים ביותר למערכת השמש שלנו.

כוכב ברנרד (Barnard's Star) הוא ננס אדום, כלומר שמש קטנה יחסית וחמה פחות מהשמש שלנו, הקרוב אלינו מאוד במונחים קוסמיים ומבוגר מעט מהשמש שלנו. הוא מרוחק רק כ-5.8 שנות אור ממערכת השמש שלנו, ולכן הוא הכוכב השני בקרבתו אליה, אחרי מערכת קנטאורי. עם זאת, אורו חלש מכדי שיהיה אפשר לראותו בעין, בלי עזרת טלסקופ. בשל קרבתו והמאפיינים הפיזיים שלו כוכב ברנרד עמד במשך שנים רבות במוקד החיפוש אחר כוכבי לכת במערכות שמש אחרות.

צפו בהדמיה: כך נראה כוכב הלכת שהתגלה סביב הננס האדום ברנארד בעיני אמן. מקור: מצפה הכוכבים הדרום אירופי, ESO

במחקר החדש, המתפרסם בכתב העת Nature, נעזר צוות החוקרים במדידת המהירות הרדיאלית בדיוק רב של הכוכב, כלומר חיפוש שינויים מחזוריים בתנועת הכוכב על ציר קו הראייה. אם כוכב לכת חג סביב שמש, גם הכבידה שלו מושכת את השמש מעט, כך שהשמש אינה נייחת ונעה מעט בהשפעת הפלנטה, את הסטייה הזו מסיבוב מושלם אפשר למדוד בעזרת מדידה ספקטרלית מדויקת - ניתוח הרכב האור של הכוכב. כשגוף שמימי מתרחק מאיתנו במהירות, האור שלו נוטה יותר לכיוון הצבעים האדומים (הסחה לאדום) בעוד שאצל גוף המתקרב אלינו במהירות האור ייראה כחול יותר אפקט זה נקרא אפקט דופלר. במקרה של כוכב הסוטה מסיבוב מושלם, הוא ייראה לנו כמתקרב אלינו ומתרחק מאיתנו לסירוגין. ליתר דיוק, מדידות מדויקות של הרכב האור שלו, ייראו מוסחות לכחול ולאדום לסירוגין . בהתבסס על המחזוריות של ההסחות האלה, אפשר לנסות לקבוע אם יש כוכבי לכת הסובבים סביב הכוכב ומסיטים אותו מעט.

המדידות של החוקרים העלו  אות חלש עם מחזור של 233 יום, וניתוח המידע מצביע על אפשרות שכוכב לכת החג סביב הכוכב ברנרד הוא ההסבר הטוב ביותר לאות הזה. מהחישובים עולה כי כוכב לכת המייצר סטייה כזו צריך להיות בעל מסה גדולה פי שלושה לפחות מכדור הארץ.  כוכבי לכת כאלה מסווגים כ"סופר ארץ" - כלומר כוכבי לכת בעלי מסה גדולה בהרבה משלנו, אבל עדיין "ארציים" - כלומר בעלי מבנה סלעי, בשונה מכוכבי לכת גזיים למשל.

על פי זמן המחזור שלו, 233 יום, אנחנו יכולים לחשב באמצעות חוקי קפלר את המרחק שכוכב הלכת חג סביב הכוכב, במקרה זה המרחק הוא כ-0.4 יחידות אסטרונומיות, כ-60 מיליון קילומטר. במילים אחרות, כוכב הלכת הזה גדול הרבה יותר מכדור הארץ, אבל גם קרוב הרבה יותר לשמש שלו. על אף הקירבה הזו, מכיוון שכוכב ברנרד הוא ננס אדום, כלומר שמש קטנה וחלשה, כוכב הלכת נמצא בקצה החיצוני של "קו הקרח", גבול הטמפרטורה שמעבר לו מים בחלל הם קפואים ולפניו הם גז.

האם כך נראים פני השטח שלו? מבט בעיני אמן של כוכב הלכת של הננס האדום ברנרד, הנראה בשמים | מקור: ESO
האם כך נראים פני השטח שלו? מבט בעיני אמן של כוכב הלכת של הננס האדום ברנרד, הנראה בשמים | מקור: ESO

הנקודה הישראלית

החוקרים גם בחנו את המידע שנאסף על כוכב ברנרד בעשורים האחרונים, וזיהו עוד אות חלש, בעל מחזור ארוך בהרבה, ככל הנראה כ-17 שנים. ממצא כזה יכול להצביע על כוכב לכת נוסף, רחוק הרבה יותר מהשמש שלו, או לחילופין על שינויים ארוכי טווח בכוכב עצמו.

עד כה התגלו יותר מ-1000 כוכבי לכת במערכות שמש אחרות, אך את רובם ככולם אין לנו אפשרות לראות גם בטלסקופים הגדולים והחזקים ביותר. לרוב מדובר במערכות שמש רחוקות מאוד, מחוץ לטווח התצפית של עצמים בסדר גודל של כוכב לכת. אבל גם במערכות קרובות יותר, העובדה שכוכב הלכת נמצא קרוב לכוכב עצמו, גורמת לכך שאורו של הכוכב פשוט מסתיר אותו מאיתנו. במערכת ברנרד, לכוכב הלכת יש כנראה הפרדה זוויתית גדולה מאוד, כלומר - מהזווית שלנו הוא ייראה רחוק יחסית מהכוכב שלו, ויהיה אפשר לנסות לצפות בו ישירות בטלסקופים אופטיים. אפשרות נוספת היא לבצע מדידות אסטרומטריות, כלומר למדוד ישירות את תנועת הכוכב נע בשמיים בהשפעת כוכב הלכת. אם מדידות כאלה יעלו יפה, נוכל לדעת יותר על כוכב הלכת ועל תנועתו.

צוות המחקר מונה עשרות מדענים מרחבי העולם, בהם שני חוקרים מישראל: ד"ר אביב אופיר ממכון ויצמן למדע ודוקטור לב טל-אור מאוניברסיטת תל אביב. אופיר הוא אחד מחברי הצוות המייסד של סקר מהירות רדיאלית המחפש כוכבי לכת החגים סביב כוכבים קרים יחסית, וקרובים למערכת השמש שלנו (עד 15 שנות אור). סקר זה גילה לפני שנתיים כוכב לכת במערכת השמש הקרובה אלינו ביותר. טל-אור עזר לשפר את דיוק מדידות המהירות היחסית של שניים מהמכשירים ששימשו בגילוי כוכב הלכת. בנוסף, מחקר שלו עם פרופ' שי צוקר מאוניברסיטת תל אביב וחוקרים נוספים, הצפוי להתפרסם בקרוב, מדמה מדידות אסטרומטריות  שאפשר לבצע על הכוכב הזה ומסביר מה אפשר יהיה ללמוד מהן.

צפו בסרטון של מצפה הכוכבים הדרום אירופי, ESO על הגילוי החדש (אנגלית):

 

 

0 תגובות