צוות מחקר ישראלי-אמריקני בדק כמה כוכבי לכת במערכות שמש אחרות. מדובר בכוכבי הלכת LHS 1140 b, K2-18 b, TOI-1452 b ו-TOI-1468 c, הגדולים בחלקם פי 4 מכדור הארץ והנמצאים במרחק של עשרות שנות אור.
ארבעת כוכבי הלכת סובבים סביב כוכבים (שמשות) קטנים ופחות חמים מהשמש, הנקראים ננסים אדומים. במחקר, שנתמך על-ידי הקרן הלאומית למדע, נבחנו מודלים למבנה הפנימי של כוכבי הלכת ולטמפרטורה על פניהם, מה שיכול להיות משמעותי לחיפוש אחר סימני חיים באטמוספרה שלהם. החוקרים ניסו לגלות האם מדובר בכוכבי לכת עם מים נוזליים על פניהם? האם ייתכן שהם סלעיים ובעלי קרום קשה, או שמא מדובר בכוכבי לכת שמכוסים באוקיינוסים עמוקים של מים וקרח?
"השלב הראשון של המחקר היה לנסות לחשב מהמדידות הקיימות את ההרכב הפנימי של כוכבי הלכת, כלומר את עומק השכבות השונות שמרכיבות כל כוכב לכת סלעי - ליבת ברזל, שכבה סלעית, ושכבת מים", אומר ד"ר לב טל-אור מהמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת אריאל. "עשינו זאת על ידי ניתוח סטטיסטי מתקדם של נתונים, שנאספו מכמה טלסקופים מרחבי העולם. המסקנה הייתה מפתיעה: למרות הדמיון ביניהם, כל אחד מכוכבי הלכת הללו יכול להיות בעל הרכב פנימי שונה, ויש סיכוי גבוה שהם מכילים מים נוזליים על פניהם, מה שיכול לתמוך בחיים".
ד"ר טל-אור הוסיף: "עם זאת, מידת הדמיון לכדור הארץ המוכר והאהוב תלויה באופן קריטי בעובי ובהרכב האטמוספרה שלהם, מה שטרם נחקר לעומק. תובנות אלו הן קריטיות לקביעת סדרי עדיפויות בתצפיות עתידיות, בין היתר באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב".
פרופ' עמרי ונדל מהאוניברסיטה העברית ציין כי בחלק השני של המחקר, שהוא נמנה על מחבריו, נערך ניתוח של התפלגות הטמפרטורה על פני כוכבי הלכת בתלות בהרכב האטמוספרה שלהם, דבר היכול לאפשר קיום מים נוזליים.
"בשל קרבתם הרבה לשמש שלהם, כוכבי הלכת שנבדקו במחקר מפנים תמיד את אותו צד לשמש (בערך בדומה לכוכב חמה במערכת השמש), דבר שעלול ליצור אקלים ייחודי ושונה מאוד מזה המוכר לנו: צד אחד של כוכב הלכת חם מאוד והצד השני קר, עם מגוון אפשרויות לקיום מים נוזליים. הרכב האטמוספרה, הניתן להערכה על ידי ניתוח אור השמש העובר דרך אטמוספרת כוכב הלכת באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב, יכול לשמש להערכת הפוטנציאל של כוכבי הלכת לקיים מים נוזליים וחיים על פניהם", מסביר פרופ' ונדל.
כוכבי הלכת K2-18 b וTOI-1468 c הם בעלי מסה של 6 עד 10 פעמים מהמסה של כדור הארץ, ומכוסים בסבירות גבוהה באטמוספרה צפופה ומסיבית. כוכבי לכת מסוג זה נקראים "מיני-נפטונים", משום שהם מעין גרסה מוקטנת של כוכב הלכת השמיני במערכת השמש. מהמידע הקיים על K2-18 b אפשר להסיק שכוכב הלכת הזה יוכל להחזיק מים נוזליים על פניו רק אם יכיל אטמוספרה עשירה במימן וסמיכה מאוד.
זו לא הפעם הראשונה שדנים באפשרויות לחיים בו, אך הגילויים על אודות המסה ומאפייני האטמוספרה מעלים ספקות באשר לפוטנציאל קיומם. לעומת זאת, כוכבי הלכת LHS 1140 b ו-TOI-1452 b מעניינים במיוחד משום שהם בעלי מסה של 4 עד 6 פעמים מהמסה של כדור הארץ, ובדומה לכדור הארץ הם עשויים להיות כוכבי לכת סלעיים, כלומר כוכבי לכת שיש על פניהם מים בכמות קטנה יחסית, אם בכלל.
ניתוח אטמוספרי מעמיק של כוכבי לכת כאלה עשוי לספק תמונה ברורה יותר על איך נראים כוכבי הלכת דמויי כדור הארץ, כלומר כוכבי לכת שבהם עשויים להתקיים חיים אם יש להם את התנאים הנכונים. ואכן, תצפיות של LHS 1140 b שנעשו לאחרונה באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב שוללות את קיומה של אטמוספרת מימן סמיכה על גבי הפלנטה, ורומזות כי האטמוספרה שלה מורכבת בעיקר מחנקן ופחמן דו-חמצני.
3 צפייה בגלריה
כוכב הלכת K2-18b (ימין), מקיף את הננס האדום K2-18 (שמאל)
(איור: ESA/Hubble, M. Kornmesser)
החוקרים מעריכים שאם נצליח להבין טוב יותר את המבנה הפנימי של כוכבי הלכת האלה, תוך כדי אפיון של האטמוספרה שלהם, למשל באמצעות טלסקופ החלל ג'יימס ווב, נוכל בעתיד הלא רחוק להבין טוב יותר את היכולת של כוכבים רחוקים לארח חיים בקרבתם - ובסופו של דבר להעריך טוב יותר את האפשרות לקיום חיים בעולמות אלה.
"כתוצאה מהמחקר אנחנו מציבים את ארבעת כוכבי הלכת האלה, ובמיוחד את LHS 1140 b, כמטרה מועדפת לתצפיות ומחקר עתידי. טלסקופים מתקדמים שכבר קיימים כיום מאפשרים לאסוף נתונים מדויקים יותר על האטמוספרה שלהם ומאפייני שטחם", מסביר ד"ר טל-אור. "כל גילוי חדש של פלנטה הדומה במאפיינים שלה לכדור הארץ מקרב אותנו צעד משמעותי נוסף לקראת תשובה לשאלה הגדולה - האם יש חיים מעבר לכדור הארץ?"
