מדענים גילו ראיות להימצאות שני כוכבי לכת דמויי ארץ סביב שמש קטנה המרוחקת רק 12.5 שנות אור מאיתנו

מאז הגילוי הראשון של כוכב לכת במערכת שמש אחרת, בשנת 1995, כבר גילו מדענים אלפי כוכבי לכת כאלה. כוכבי הלכת הראשונים שהתגלו הם גדולים מאוד וקרובים מאוד לשמש שלהם, כך שהם הרבה יותר מדי חמים מכדי לאפשר חיים כפי שאנו מכירים אותם. הסיבה שכוכבי-לכת כאלו התגלו בתחילה היא מגבלה של אמצעי המחקר – אלו כוכבי הלכת שהכי קל לגלות.

את כוכבי הלכת במערכות שמש אחרות אי אפשר לראות ישירות בדרך כלל, ודרושות שיטות עקיפות כדי לזהות את קיומם. בשנים האחרונות מדענים מחפשים יותר ויותר כוכבי לכת הדומים לכדור הארץ בגודלם, בהרכבם ובטמפרטורה על פניהם, במטרה לאתר אי-שם חיים הדומים לשלנו. המאמצים האלה מניבים פירות בהדרגה, עם השתכללות שיטות המדידה, וכעת מדווח צוות מחקר בינלאומי על גילוי שני כוכבי לכת דמויי ארץ במערכת שמש קרובה אלינו יחסית.

פוטנציאל טוב לקיום חיים. הננס האדום טיגרדן ושני כוכבי הלכת, לצד מערכת השמש שלנו | איור: אוניברסיטת גטינגן
פוטנציאל טוב לקיום חיים. הננס האדום טיגרדן ושני כוכבי הלכת, לצד מערכת השמש שלנו | איור: אוניברסיטת גטינגן

תאומים מבטיחים

אחד מכיווני המחקר המבטיחים בחיפוש אחר "תאומי ארץ", הוא חיפושם סביב שמשות קטנות מסוג "ננס אדום". לפני כשלוש שנים התגלו ראיות לקיומו של כוכב לכת דמוי ארץ המקיף את השמש הקרובה אלינו ביותר, פרוקסימה קנטאורי וזמן קצר לאחר מכן נמצאו סימנים לכוכב לכת כזה סביב הננס האדום Ross 128, שגם הוא אינו רחוק מאיתנו, במונחים קוסמיים.

כדי להתמקד בננסים אדומים יצא לדרך לפני שלוש שנים סקר CARMENES (ראשי תבות מאולצים-משהו, של: Calar Alto high-Resolution search for M dwarfs with Exoearths with Near-infrared and optical Échelle Spectrographs, כלומר: סקר קלאר אלטו לחיפוש אחר תאומי ארץ סביב ננסים אדומים באמצעות ספקטוגרפיה באור נראה ותת-אדום). למעשה זהו מכשיר המותקן במצפה כוכבים בדרום-מזרח ספרד, לא רחוק מגרנדה, ומאפשר למדוד בדיוק רב את המהירות הרדיאלית (כלומר, לאורך קו הראייה) של כוכבים. כאשר כוכב לכת חג סביב השמש שלו, הוא מושך אותה מעט אליו. אנחנו לא יכולים לראות את כוכבי הלכת, משום שהם קטנים מדי ואור הכוכב שלהם מסתיר אותם, אבל אם אנו צופים מזווית מתאימה, הכוכב ייראה לנו כאילו הוא מתרחק מאיתנו ומתקרב אלינו לסירוגין. אפשר למדוד את התנודות האלה באמצעות שינוי האור של הכוכב: כשהוא מתרחק האור שלו נוטה יותר לכיוון האדום בספקטרום, וכשהוא מתקרב האור נוטה לכחול, בזכות התופעה המכונה אפקט דופלר, הגורמת לשינוי בתדירות הקרינה על פי המהירות היחסית בין העצם לצופה. האפקט הזה ניכר בכל סוג של גל, ואפשר למדוד אותו גם בקרינה תת-אדומה, שהיא הקרינה העיקרית שפולטים כוכבים כאלה. יתרונו של מכשיר CARMENES הוא ביצוע מדידות גם בתת-אדום וגם באור נראה ושקלול ביניהן, מה שמגדיל את הסיכוי לאתר סימנים לכוכבי לכת במיוחד סביב ננסים אדומים.

כך עשויה להיראות שקיעה על שני כוכבי הלכת של טיגרדן, לעומת כדור הארץ (משמאל) | הדמיה: A. Mendez, PHL
כך עשויה להיראות שקיעה על שני כוכבי הלכת של טיגרדן, לעומת כדור הארץ (משמאל) | הדמיה: A. Mendez, PHL

המדענים העורכים את הסקר מיפו את הננסים האדומים בסביבה הקרובה יחסית למערכת השמש שלנו, עד 15 שנות אור, ובחרו מעט יותר מ-300 כוכבים להתמקד בהם בחיפוש אחר כוכבי לכת. לפני כחצי שנה הם זיהו כוכב לכת קטן יחסית המקיף את הננס האדום כוכב ברנרד, אבל הוא הרבה יותר גדול מכדור הארץ, ורחוק יחסית מהשמש שלו. כעת הם מדווחים על גילוי שני כוכבי לכת דומים הרבה יותר לכדור הארץ סביב הננס האדום טיגרדן (Teegarden), אחד מכ-40 הכוכבים הקרובים ביותר לשמש שלנו, המרוחק כ-12.5 שנות אור מאיתנו.

צוות החוקרים, בהובלת מטיאס זכמייסטר (Zechmeister) מאוניברסיטת גטינגן, מדווח כי כוכבי הלכת עשויים להיות כבדים פי 1.1 בלבד מכדור הארץ, אך נראה כי הם כבדים מעט יותר: הסבירות הטובה ביותר היא שאחד מהם הוא בעל מסה של 1.25 כדורי ארץ, והאחר – 1.33. בגודל הזה, יש סבירות גבוהה מאוד שהם כוכבי לכת סלעיים, כמו כדור הארץ, ולא מורכבים מגז. שניהם קרובים מאוד לכוכב שלהם: אחד משלים הקפה סביבו ב-4.9 ימים בלבד, והאחר ב-11.4 ימי ארץ. ואולם, מכיוון שמדובר בכוכב שעוצמת הקרינה שלו היא פחות מאלפית משל השמש שלנו, שני כוכבי הלכת נמצאים במה שמכונה "הטווח הישיב" – טווח טמפרטורות המאפשר קיום מים נוזלים על פניהם. אם אכן יש עליהם מים, או תנאים אחרים לקיום חיים – זו שאלה שהחוקרים עדיין אינם יודעים להשיב עליה. עם זאת, הם מעודדים מכך ששני כוכבי הלכת האלה הם בין הדומים ביותר לכדור הארץ שהתגלו עד כה במערכות שמש אחרות.

מקום בצמרת. שני כוכבי הלכת מדורגים בין 19 כוכבי הלכת הדומים ביותר לכדור הארץ | איור: PHL, אוניברסיטת פוארטו ריקו
מקום בצמרת. שני כוכבי הלכת מדורגים בין 19 כוכבי הלכת הדומים ביותר לכדור הארץ | איור: PHL, אוניברסיטת פוארטו ריקו 

פוטנציאל רב

בצוות המחקר הגדול שותפים גם שני חוקרים מישראל: ד"ר לב טל-אור מאוניברסיטת תל אביב, שתרם רבות לשיפור כיול המדידות המורכבות והתאמת התוכנה המורכבת המעבדת את נתוני התצפיות, וד"ר אביב אופיר ממכון ויצמן למדע, האחראי לתצפיות משלימות על הכוכב עצמו, בעזרת רשת טלסקופים עולמית, כדי לוודא שהסטיות הקלות בתנועותיו אכן מעידות על הימצאות כוכבי לכת ולשלול אפשרות שהן נגרמות מתכונה אחרת שלו. "הגילוי מספק לנו עוד כוכבי לכת דמויי ארץ, החגים סביב כוכב קרוב מאוד אלינו, לכן יש בהם פוטנציאל רב למחקרי המשך שיתמקדו בהם", הסביר אופיר בשיחה עם אתר מכון דוידסון. "בגלל שהכוכב הזה כל כך קרוב אלינו, ייתכן מאוד שהדור הבא של הטלסקופים האופטיים יהיה מסוגל להפריד בינו לבין כוכבי הלכת, מה שיאפשר לנו לקבל מידע רב עליהם, למשל לנסות לקבוע אם יש להם אטמוספרה ומה הרכבה. יש גם סבירות טובה שקיימים במערכת עוד כוכבי לכת שטרם גילינו".

מאמץ רב-לאומי. אביב אופיר (במרכז, בחולצת פסים), עם צוות CARMENES בכינוס בברצלונה | צילום באדיבותו
מאמץ רב-לאומי. אביב אופיר (במרכז, בחולצת פסים), עם צוות CARMENES בכינוס בברצלונה | צילום באדיבותו

ממצא נוסף שמעודד את המדענים המקווים לגלות יום אחד סימני חיים על כוכבי הלכת האלה הוא גילה המשוער של מערכת טיגרדן – כשמונה מיליארד שנים. מערכת השמש שלנו היא בת כ-4.5 מיליארד שנים, וחוקרים מעריכים כי למערכת שגילה כפול כמעט היה זמן רב להתייצב ולפתח חיים, אם התנאים שם אכן מתאימים לכך.

אם אמנם יש יצורים תבוניים על כוכבי הלכת האלה, ואם הם משתמשים בשיטות דומות לשלנו לחיפוש כוכבי לכת במערכות שמש אחרות, ייתכן שיש לנו בשורה טובה עבורם: בעוד 24 שנים המערכת שלהם תהיה ממוקמת במישור מתאים לזהות את כדור הארץ בשיטה שבה גילינו את רוב כוכבי הלכת עד כה – מדידת הירידה המחזורית באור השמש כשהם עוברים בינה לבינינו. במשך השנים הם יוכלו לזהות כך עוד כוכבי לכת של השמש שלנו. אם הם עדיין לא גילו את השיטה הזו – יש זמן. המערכת שלהם תהיה בזווית המתאימה עד שנת 2496, ואפשר רק לקוות שאז עדיין יישארו חיים על כדור הארץ.

סרטון של אוניברסיטת גטינגן עם הדמיה של מערכת טיגרדן וכוכבי הלכת שהתגלו בה:

2 תגובות

  • אביחי

    אם יימצאו חיים על כוכב אחר

    לדעתי זה יסתור את תורת האבולוציה. כי הרי לפי תורת האבולוציה, לכולנו אב קדמון אחד שהתרבה בתחילה באופן א-מיני. אבל אם יימצאו חיים בכוכב אחר, משמע שבכוכב ההוא גם יש אב קדמון דומה? מה הסיכוי? זה לא שתמונה בטבע איזו תוכנית לייצור אבות קדמונים. זה אמור להיות משהו אקראי לחלוטין. ולכן אם יש מיליון פלנטות ראויות להתפתחות חיים, הסיכוי הוא כנראה שרק על אחת מהן יתפתחו חיים. ואולי אף פחות מכך.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתי נבו

    הצדק איתך (וגם מאדים :-) )

    אחת ההשערות בדבר התפתחות החיים היא שהמולקולות המורכבות הראשונות הגיעו לכדוה"א מהחלל על גבי מטאוריטים, אסטרואידים או שביטים. חוקרים משערים כי מדובר באבני בניין פשוטות של DNA, RNA או חלבונים. אם השערה זו נכונה, מקור החיים הוא כנראה אי שם מחוץ למערכת השמש, וייתכן שאותן אבני בניין נזרעו על כוכבי לכת נוספים או ירחים. התיאוריה הזו מכונה פאן-ספרמיה, "הזרעה כללית", והיא עשויה להסביר התפתחות חיים דומים על מאדים למשל, כשעוד היה רטוב וחמים יותר. רוב הסיכויים שאם אכן נוצרו שם חיים באופן זה, הם היו דומים יותר לחיידקים או ליצורים חד תאיים, מאשר לחיים המורכבים שהתפתחו בהמשך על כדור הארץ.
    אם התיאוריה הזו אינה נכונה, והחיים אכן התחילו על כדור הארץ באופן אקראי לגמרי, אתה צודק בהחלט שהסיכוי להיווצרות חיים דומים על כוכב לכת אחר זעיר ביותר. אולי אחד למיליון, אולי קצת יותר ואולי הרבה פחות. מה שהשתנה בשנים האחרונות הוא התובנה שמספר כוכבי הלכת המתאימים לקיום חיים כנראה גדול הרבה יותר ממה שחשבנו. אם רק בשכונה הקרובה שלנו יש כמה וכמה תאומי ארץ - כמה כאלה יש בגלקסיה המכילה מאה מיליארד שמשות? לפתע אפילו הסתברות של מיליון לאחת לא נראית בלתי אפשרית. אנו כמובן נצטרך להתגבר על פערי מרחק עצומים כדי לחקור אפילו חלק זעיר מהגלקסייה שלנו לבדה, אבל ככל שנדע יותר על כוכבי לכת דומים לשלנו אנו מגדילים את הסיכוי שכשאר תהיה לנו טכנולוגיה מתאימה - נדע מה לחפש בעזרתה.