יום שישי, 4 בפברואר 2011

חדשות מרתקות מ-Kepler

החללית Kepler שוגרה לחלל ע"י נאסא במרץ 2009 במטרה לאתר כוכבי לכת סביב שמשות רחוקות. על גבי החללית מונח פוטומטר רגיש ביותר שפותח לצורך זיהוי שינויים מזעריים בעוצמת ההארה של כוכבי סדרה ראשית בתחום אורכי הגל שבין העל-סגול לתת-אדום. מטבע הדברים, שינויים מזעריים מחזוריים בעוצמת ההארה מעידים על פלנטות הסובבות את כוכב האם. לצורך הפרוייקט נבחרה פיסת רקיע קטנה ליד קבוצות הכוכבים ברבור ונבל. פיסה זו, המהווה חלק ה-400 של הרקיע כולו, מכילה יותר מ-156,000 כוכבי סדרה ראשית הניתנים לדגימה, והמצפה החללי נועד לאתר ולנטר מועמדים פוטנציאלים על כל אחד ואחד מהם. לאחר שהללו זוהו, מועבר המעקב הצמוד אחריהם לטלסקופים ארציים, ולטלסקופ החלל Spitzer (הצופה בתת-אדום). כמובן שניתן לזהות רק את אותן מערכות-שמש שמישור המילקה שלהן מקביל לקו הראייה שלהן עם כדה"א; ההפחתה בעוצמת ההארה נגרמת ממעבר הפלנטה על רקע כוכב האם ונדרשים לפחות שלושה מעברים כאלו לפני שניתן לקבוע שאכן מדובר בכוכב לכת. הנתונים שנאספו עד כה מוגבלים לכוכבי לכת במסלולים קרובים ובינוניים בעלי זמן מחזור של עד שנה. בחלוף הזמן יתרבו הממצאים המתייחסים לכוכבי לכת במסלולים רחוקים.

במסיבת עיתונאים שנערכה בנאסא בשני בחודש זה (2/2/2011) דווחו הממצאים המרתקים הבאים:



בתצפיות שערך קפלר מאמצע מאי ועד אמצע ספטמבר 2009 אותרו 1235 כוכבי לכת מועמדים, שהם כמעט אחוז אחד ממספר כוכבי האם שנדגמו. 68 מתוכם בגודל של בערך כדור הארץ (המילה "גודל" מובאת כאן מהמקור כלשונה; מדובר למעשה בהשוואת רדיוסים), 288 בגודל של כדור-ארץ-ענק כלומר גודל של עד פי שניים מכדור הארץ, 662 בגודל של נפטון, 165 בגודל של צדק, 19 גדולים יותר מצדק. 54 כוכבי לכת נמצאים ב"חגורת החיים" של כוכב האם, כלומר במרחק מכוכב האם המאפשר המצאות מים נוזליים. חמישה כוכבי לכת מתוך ה-54 הללו הם בערך בגודל של כדור הארץ (!). גודלם של שאר ה-49 נע בין פעמיים כדה"א ועד לכאלו הגדולים יותר מצדק. מהעדויות המצטברות נראה שכ- 170 ממערכות השמש המועמדות מאוכלסות ביותר מכוכב לכת אחד. לגבי מקרה אחד לפחות (Kepler-11) סובבים את כוכב האם לפחות שישה כוכבי לכת. קיימת שונות עצומה בצפיפות הממוצעת של הפלנטות: החל מצפיפות ממוצעת של חומר פלסטי סינטטי (האם הכוונה לקלקר?...), וכלה בצפיפות ממוצעת גבוהה מזו של ברזל.

כיוון שקפלר יכול לזהות רק את אותן מערכות אשר מישור המילקה שלהם מקביל לקו הראייה שלנו עמן, הרי שרק חלק קטן מכוכבי הלכת הקיימים בפועל ניתנים לאיתור. אם נצא מתוך הנחה שמועמדותם של מרבית החשודים הפוטנציאלים תאושר (הנחה סבירה מאוד לטעמי) נוכל להסיק שמודל מערכת השמש שלנו - המתאר כוכב-אם בשלב סדרה ראשית וסביבו סובבים כוכבי לכת במסלולים יציבים - נפוץ למדי בגלקסיה של שביל החלב. אם נתעלם מהעובדה שרק חלק קטן מכוכבי הלכת "שיש שם באמת" ניתנים לאיתור וניטור, ונסתפק בנתונים הצנועים שקפלר מציג, הרי שחלקם של כוכבי הלכת הנמצאים בחגורת החיים מסך כל כוכבי הגלקסיה, גדול משלושה אחוז של אחוז. אם נכפיל זאת במספר השמשות בגלקסיה (כמאתיים מיליארד) נקבל יותר מ-69 מליון כוכבי לכת בתחום חגורת החיים, וכל זאת רק בנהר די-נור! יותר מתשעה אחוז מהם (כלומר כשישה וחצי מליון) הם דמויי ארץ! אלו הן, כאמור, הערכות מילרע מחמירות. המספרים האמיתיים ככל הנראה גדולים בהרבה... 



שדה הדגימה של קפלר (מקור: ויקיפדיה)


המועמדים לתואר "כוכב לכת" (מקור: NASA)


מיון הפלנטות לפי הגודל (מקור: ויקיפדיה)

6 תגובות:

  1. ממש מרגש! אולי הנכדים של הנכדים שלנו יצליחו ליצור קשר עם יצורים באחת הפלנטות ב"חגורת החיים".בינתיים מתסכל שאנחנו לא מצליחים (לרוב)ליצור קשר אנושי עם היצורים שחיים עכשיו בפלנטה שלנו!
    קורינה

    השבמחק
  2. קורינה,

    אכן מימצאים מיוחדים! גם אני שותף לתיסכולך בנוגע לתקשורת עם 'היצורים' על הפלנטה שלנו... הלוואי וזה היה אחרת, הלוואי וזה ישתנה.

    השבמחק
  3. יוצא מן הכלל! מה לגבי מבנה האטמוספירה? הרי נחוצים תנאים אטמוספריים מאוד ספציפיים כדי לאפשר חיים בגרסה המוכרת לנו. האם זה לא מקצץ בהרבה את המספרים?

    בהקשר זה, האם ניתן לכייל מחדש את משוואת דרייק?
    http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A0%D7%95%D7%A1%D7%97%D7%AA_%D7%93%D7%A8%D7%99%D7%99%D7%A7

    השבמחק
  4. היי אורן,

    נושא האטמוספרה עדיין לא נבדק ביסודיות. הנה ציטוט מנאסא:

    Future missions will be developed to study the composition of planetary atmospheres to determine if they are compatible with the presence of life. The design for these missions depends of Kepler finding whether Earth-size planets in the habitable zone are common or rare.

    כעיקרון, כמעט כל פלנטה דמויית ארץ הנמצאת בחגורת החיים צפוייה להחזיק חופת אטמוספירה. בתהליך ההיווצרות של כוכבי לכת מעורבים גם גזים. חלקם אמנם נלכדים בבטן האדמה אבל גזים משתחררים כל העת בפעילויות געשיות. כיוון שכוח המשיכה של דמויי ארץ מספיק חזק לאחוז אטמוספירה, וכיוון שחגורת החיים נמצאת מספיק רחוק מהשפעותיו המזיקות של כוכב האם, קיים סיכוי סביר שהאטמוספירה תשרוד לאורך זמן. ואם היא גם לא תופרע ממאורעות קטקליסמיים, היא צפוייה להיכנס באיזשהו שלב למצב של שיווי משקל תרמודינמי עם הקרינה מלמעלה והארץ מתחת.

    ההרכב הגזי של האטמוספירה הוא כמובן שאלת השאלות. אלא שגם אטמוספירות רעילות מאוד עשויות להשתנות במהלך האבולוציה של כוכב הלכת. כך למשל קרה עם כדור הארץ שהיה בתחילה מחופה באטמוספרה רעילה וחסרת חמצן. התפחותם של חד-תאים נושאי כלורפיל (ואולי גם מנגנונים אחרים, ידועים פחות) שינתה אט אט את הרכב האטמוספירה, הזינה אותה בחמצן והורידה את ריכוז הפחמנים. וכך, בתום מליארדי שנים קיבלנו את האוויר הצלול שאנו נושמים היום...

    השבמחק
  5. מעניין מאוד.

    מלבד מניית העולמות הידידותיים-לחי ביקום, ניתן להעריך את הסיכויים לחיים חוצניים על ידי הסתכלות על היסטורית החי בעולמנו שלנו. רמז חיובי ראשון הוא שהחיים הופיעו בעולמנו זמן לא רב לאחר היווצרותו והתקררותו.

    רמז שני הוא שבעולמנו קיימים חיים תבוניים. על אף נטייתנו לראות בעצמנו עובדה מובנת מאליה, ניכר שהופעתנו כאן התאפשרה רק על ידי רצף אירועים אקראיים, כמו למשל היכחדות הדינוזאורים שאיפשרה את עליית היונקים לשלטון. נוכח עובדה זו, קשה עוד יותר להאמין שעולמנו הוא היחידי ביקום השוקק חיים: כלום יתכן שמזל כה רב יפול בחלקה של פלאנטה יחידה, שהיא גם תזכה לאכלס חיים וגם לראות חיים תבוניים? יותר סביר שחיים פרימטיביים אינם תופעה חד פעמית ביקום, ועולמנו הוא פשוט האחד ממאה, או האחד מאלף, או האחד ממליון עולמות בעלי חיים פרימטיביים, שבו כן התרחש רצף האירועים הדרוש להופעת התבונה. לכן אני חושב שגם עם הספקנות המדעית המתבקשת, אנו יכולים כבר עכשיו להיות די בטוחים שהיכן שהוא שם למעלה בהמות מפלצתיות רועמות בשדות צבעוניים ויצורים מופלאים מתעופפים ברקיעים זרים...

    השבמחק
  6. דני,
    אני מנחש שהתבונה אינה כה נדירה כפי שאולי אנו נוטים לפעמים לחשוב. האינטואיציה שלי אומרת שהעולם הזה מכוון לעבר התבונה, שהמבנה שלו הוא כזה שתבונה תתפתח בו באופן טבעי. עם זאת, אין זה מחייב לדעתי שהתבונה נוצקת מתוך תבנית מונוליטית. לא אתפלא אם אי פה אי שם מתפתחות תבונות שאנו נתקשה לזהותן ככאלו...

    השבמחק