במחזה "מדיאה" מאת אוריפידס, גיבורת המחזה הורגת את ילדיה כמעשה של נקמה בבעלה. באסטרונומיה אין נקמה ואין תיאטרון, אבל יש הדהוד קר ומשונה של אותו רעיון. כוכב האם, שסביבו נולדים כוכבי לכת, עשוי לפעמים לבלוע חלק מילדיו כוכבי הלכת.
זוהי המסקנה שמציע מחקר חדש שפרסמו האסטרופיזיקאי רובין ג’פריס (Jeffries) ועמיתיו מאוניברסיטת קיל בבריטניה, בכתב העת MNRAS של האגודה האסטרונומית המלכותית. החוקרים לא ראו באופן ישיר כוכב בולע כוכב לכת, אך מצאו משהו עדין יותר: שישה ננסים אדומים צעירים שבאטמוספרה שלהם יש כמות חריגה של ליתיום - יסוד שהיה אמור להיעלם מהם כבר מזמן. לדברי החוקרים, ההסבר הסביר ביותר הוא שהליתיום הגיע מבחוץ, יחד עם חומר סלעי מכוכבי לכת צעירים או מאבני הבניין שלהם. כלומר לא מדובר בתיעוד של הבליעה עצמה, אלא בכתם כימי שנשאר על שפתיו של הכוכב לאחר הארוחה.
תנור של יסודות
ננסים אדומים הם כוכבים קטנים, קרים ועמומים יותר מהשמש שלנו, אך בתוכם הם עדיין חמים מספיק כדי שגרעיני היסוד ליתיום שהיו בהם כשנוצרו יתמזגו עם פרוטונים נוספים ויתפרקו לשני גרעיני הליום. כשכוכב כזה הוא עדיין צעיר, החומר שבתוכו מתערבב היטב, ולכן ליתיום שנולד איתו אמור להגיע לאזורים החמים שבתוכו ולעבור את התגובה הזאת.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
אלרגיה למזון: מגע של האלרגן בעור לא גרם לתגובה מסוכנת
כתב סתרים עם כורכום
ניקוי יסודי למערכת החיסון
אחרי עשרות או מאות מיליוני שנים, כוכב כזה אמור להיראות מבחינת הליתיום שהיה בו כמו מטבח אחרי ניקיון יסודי – לא אמור להישאר בו אפילו פירור. לכן כשמוצאים ליתיום בשלב הזה של חייו של ננס אדום, מדובר ברמז מעניין לקיומו של תהליך נוסף ופחות צפוי. מה שזה אומר, בזהירות המתבקשת, הוא שכנראה משהו הוסיף לכוכב חומר טרי אחרי שהניקיון כבר נעשה.
את הפירור הזה מזהים בעזרת ספקטרוסקופיה, שיטת תצפית שמפרקת את האור המגיע מכוכב לאורכי הגל שמרכיבים אותו. אטומים שונים משאירים באור חתימות אופייניות, כמו ברקוד כימי. החוקרים השתמשו בנתוני סקר Gaia-ESO – מאגר שמתעד יותר ממאה אלף מדידות ספקטרוסקופיות של כוכבים בגלקסיית שביל החלב – ובדקו אזורים של צבירי כוכבים פתוחים. לצביר יש יתרון חשוב: הכוכבים שבו נולדו פחות או יותר ביחד, מאותו ענן חומר. לכן אפשר להשוות בין כוכבים אחים בני אותו גיל, ולראות מי מהם חוזר הביתה עם כתם כימי חשוד על החולצה. זה לא מוכיח שהכוכב בלע כוכב לכת, אבל זה מצמצם את מרחב ההסברים האפשריים.
החיפוש התמקד בכוכבים קטנים בני 200-50 מיליון שנה. תחילה נמצאו שבעה כוכבים שכמות הליתיום בהם הייתה גבוהה מהצפוי. אחד מהם נדחה עקב מורכבויות נוספות ונותרו שישה כוכבים בשלושה צבירים שונים. כל השישה נמצאים במקום המתאים לצביר שלהם, נעים עם שאר הכוכבים שבו ואינם נראים צעירים מדי או חריגים באופן שיסביר את נוכחות הליתיום. אילו היו צעירים יותר באופן משמעותי הם היו בהירים יותר. הסברים פוטנציאליים נוספים לקיומו של הליתיום בהם עשויים להיות קשורים לפעילות מגנטית שקיימת בהם או למהירות סיבוב גבוהה, כי אלו יכולים להשפיע על קצב הידלדלות הליתיום בכוכבים צעירים. אבל במקרה הזה ההסברים הללו לא מסתדרים היטב: הכוכבים החריגים הללו דווקא מסתובבים לאט יותר משכניהם.
הדמייה של כוכבי לכת חולפים מול הננס האדום במערכת TRAPPIST-1. לו רק ידעו איזה גורל מחכה להם!
(מקור: ESA/Hubble)
אם כך, נשאר ההסבר הפלנטרי, או תהליך אחר שאיננו מכירים עדיין. לפי חישובי החוקרים, כדי לייצר את כמות הליתיום שנמדדה בכוכבים הללו, עליהם לבלוע חומר סלעי בכמות ששקולה למסה של שלושה עד עשרה כוכבי לכת בגודלו של כדור הארץ. החומר הזה יכול להגיע מכוכב לכת סלעי אחד, מצירוף של כמה גופים קטנים קטנים יותר, או מחומר פלנטרי שנדחף פנימה בתקופה הסוערת שבה המערכת הסובבת את הכוכב נולדה. העיתוי חשוב: אם החומר היה נבלע מוקדם מדי, הליתיום היה עובר תגובות גרעיניות ונעלם כמעט מיד. אם הוא הגיע אחרי שהכוכב התייצב מעט, חלק ממנו היה עשוי להישאר בשכבות החיצוניות של הננס האדום מספיק זמן כדי שנזהה אותו. התרחיש הזה אינו מופרך: תצפיות מלמדות שכוכבי לכת מחוץ למערכת השמש, ובמיוחד עולמות סלעיים קרובים, הם תופעה שכיחה סביב ננסים אדומים.
ועדיין צריך להתייחס לממצאים בספקנות הראויה. אחרי הכל, זוהי ראיה עקיפה בלבד, שמבוססת על מדגם קטן של שישה כוכבים בלבד, והערכת משך הזמן שבו ליתיום שנבלע יכול לשרוד באטמוספרה של הכוכב תלויה מאוד בהנחות של המודלים ששימשו להערכת מבנה הכוכב. לכן אין כאן הוכחה חותכת, אלא רק רמז חזק. אם הפירוש נכון, חשיבות הגילוי אינה בעצם הסיפור הצבעוני על כוכב שבלע כוכב לכת, אלא שליתיום עשוי להעניק לנו דרך לזהות בדיעבד פרקים אלימים בראשית ימיהן של מערכות פלנטריות: התנגשויות, נדידות ובליעות שכבר אי אפשר לצפות בהן ישירות. כך ננסים אדומים, שהם הכוכבים הנפוצים ביותר בגלקסיה שלנו, יכולים לשמש מעין ארכיון כימי של מערכות צעירות שהשתבשו. כי לפעמים הכוכב לא מספר לנו מה אכל; הוא רק משאיר מעט ליתיום על השולחן.
בן שנהר, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
