Exoplanet Kepler-1520b כל כך קרוב לכוכב המארח שלו שהוא משלים מסלול בתוך קצת יותר מחצי יום. בסמיכות זו, קפלר -1520b נעול בצורה נאותה ביציבות כבידה, תוך שמירה על מחצית מכוכב הלכת הפונה לכוכב והחצי השני פונה כל הזמן. לרוע המזל עבור קפלר -1520b, סידור זה הופך את הצד הפונה לכוכב של כוכב הלכת למסה חותכת של סלע מותך וימי מאגמה, הרותח אט אט לחלל.
למרות שקפלר -1520b לא מאריך לגלקסיה זו, האסטרונומים ששים ללמוד יותר על העולם המתפורר, הממוקם כ -2, 000 שנות אור מכדור הארץ. זנב כוכבי הלכת של כוכבי הלכת של אבק ופסולת יכול לספק תובנה לגבי תהליך ההיווצרות הבסיסי של כל כוכבי הלכת בגלקסיה. טלסקופים חדשים, כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א שתוכנן להשיק בשנת 2021, עשויים להיות מסוגלים לחקור את הענן שמאחורי קפלר -1520b ושני עולמות אחרים שמתפוררים לאט.
"הקומפוזיציה במערכת אקסופלאנט עשויה להיות שונה באופן מהותי ממערכת השמש", אומרת אווה בודמן, חוקרת אקסופלאט מאוניברסיטת מדינת אריזונה. ככל שמתגלים יותר ויותר exoplanets, אסטרונומים נפגעים מהאופן שבו מערכת השמש שלנו נראית ייחודית מכוכבי לכת אחרים סובבים סביב כוכבים אחרים. בודמן החליט לקבוע אם ניתן למדוד את ההרכב של אקסופלאט קטן, סלעי ומתפורר על ידי לימוד הפסולת שנסעה בעקבותיו. אבל הייתה בעיה.
הבחנת טביעת האצבע של אלמנטים סוערים מחייבת עיון בעולמות באינפרא אדום. טלסקופים מבוססי קרקע אינם רגישים מספיק כדי להבחין בהם, ומשאירים רק את טלסקופ החלל שפיצר שיצא לפנסיה של נאס"א ואת SOFIA, טלסקופ הנישא מעל האטמוספירה על סיפון מטוס בואינג 747. לאף מכשיר אין את הטווח לחפש את החומר הסלעי, בודמן אומר. אבל ג'יימס ווב, שנועד לחקור exoplanets ב גלקסיות אינפרא אדום כמו גם גלקסיות עתיקות ואת העצמים הרחוקים ביותר של היקום, אמור להיות מסוגל להציץ בין ענני הפסולת ולזהות כמה ממרכיביהם.
טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שעתיד היה להושק בשנת 2021, עשוי להיות חזק מספיק כדי למדוד את הקומפוזיציות הפנימיות של Exoplanets סלעיים כאשר הם נקרעים על ידי הכוכבים שלהם. (נאס"א) "ווב יוכל למדוד את השפע היחסי של מינרלים שונים, " אומר בודמן. "מכאן ניתן להסיק כי הגיאוכימיה של פנים כוכבי הלכת האלה הייתה לפני שהחלו להתפורר." ממצאי בודמן וצוותה בדבר היתכנותם של לימוד המוצקים המתפוררים התפרסמו בכתב העת האסטרונומי בסוף השנה שעברה.
**********
בשנת 2012, מדענים שסקרו נתונים מטלסקופ החלל קפלר של נאס"א מצאו סימנים לכך שהעולם נקרע לאט על ידי חום ולחץ, קפלר -1520b. שני כוכבי לכת מגורדים נוספים נמצאו בשנים שלאחר מכן בין אלפי הקסופלאנטים שגילה קפלר ומשימתו המורחבת K2. גופות סלעיות אלה מתעגלות בכוכביהן בתוך קומץ שעות בלבד, ומתהדרות בטמפרטורות של עד 4, 200 מעלות צלזיוס (7, 640 מעלות פרנהייט) באזורים המחוממים העל שפונים לכוכבים.
הטמפרטורות הקיצוניות מניעות את פירוק כדור הארץ. "האווירה היא רק אדי סלע", אומר בודמן. "זה החום העצום של כדור הארץ שמדיח את האטמוספירה של אדי הסלע הזה."
הקרינה המיוצרת על ידי הכוכבים דוחפת אל האטמוספירות המאדות של כדור הארץ ויוצרת זנב מעונן. אף על פי שקפלר לא הצליח למדוד ישירות כמה גדולים כוכבי הלכת המעוטרים, אבל הדמיות מציעות שהם בגודל הירח ומאדים. כל קומפקטי יותר, ותהליך ההתפוררות נכבה.
אולם, חפצים אלה לא היו כל כך קטנים ומצומקים. קפלר -1520b ושני החפצים הנוספים כמוה, נחשבים כענקי גז, שלאחריהם נדדו לעבר הכוכבים המארחים שלהם והופשטו כל הדרך עד ליבה הסלעית.
בשנים האחרונות עשו מדעני אקס-פלנט צעדים גדולים בוחנים את האטמוספרות של כוכבי לכת גדולים וגזים המסתובבים סביב כוכבים אחרים. רוב החומר הזה עשיר במימן והליום וניתן לזהות אותו באמצעות טלסקופ החלל האבל של נאס"א. אבל החומרים הסלעיים נופלים על חלק אחר של הספקטרום, "באורכי גל שהאבל אינו יכול להגיע אליהם כרגע", אומר קניקול קולון, אסטרופיזיקאי מחקרי במרכז הטיסה בחלל Goddard בחלל נאס"א במרילנד, שחקר את כוכב הלכת K2-22 המתפורר. "עם ג'יימס ווב, נוכל לצאת לאורכי הגל האלה."
השימוש ב- Web כדי לחפש חומרים כמו ברזל, פחמן וקווארץ, אסטרונומים יבינו הבנה טובה יותר של הנעשה בעולמות רחוקים. "אם היינו מסוגלים לזהות אחת מהתכונות הללו, נוכל לומר בוודאות מה הגופות הסלעיות הללו מורידות, " אומר קולון. "זה בהחלט יכול להיות מאוד אינפורמטיבי להבנת Exoplanets סלעים באופן כללי."
כוכבי לכת נוצרים מענן האבק והגז שנשאר לאחר לידתו של כוכב. מדענים חושבים שעולמות מערכת השמש נוצרו על ידי תהליך המכונה הצטברות חלוקי נחל, בו פיסות אבק וגז קטנות מתלכדות כדי ליצור חפצים גדולים וגדולים יותר. בסופו של דבר, ליבות ענקיות הגז גדלות מסיביות מספיק כדי למשוך שאריות גז, ויוצרים את האטמוספירה העבה שלהם. אך הצעדים המדויקים נותרו קשה לאיתור.
פנים כוכבי הלכת סביב כוכבים אחרים ישתנה בהתאם לאלמנטים שנמצאים בסביבה המסוימת ההיא. מיון ההבדלים הללו יכול לעזור לחוקרים להבין טוב יותר את הצעדים הראשונים המרתקים של היווצרות כדור הארץ.
תיאור של אמן של אקסופלאנט סלעי בגודל אדמה, המקיף סביב כוכב אחר. (נאס"א איימס / JPL-Caltech / T. Pyle) "אין שום סיבה שמערכת השמש צריכה להיות שונה מ Exoplanets, ולהיפך, " אומר קולון. "כולנו כוכבי לכת, אז כולנו יצרנו בדרכים דומות. הבנת כוכבי הלכת האלה היא צעד נוסף בתהליך לתמונה הגדולה יותר."
אך אפילו בתהליכי היווצרות דומים, בודמן חושד כי כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים עשויים לא להיראות כה מוכרים. "ההרכב במערכת exoplanet יכול להיות שונה באופן מהותי ממערכת השמש", היא אומרת.
על אף שווב יוכל רק להקניט מידע על הרכב exoplanet, מכשירים מתקדמים עשויים יום אחד לאפשר לכוכבי הלכת המתפוררים לחשוף עוד יותר על עצמם. כאשר כוכבי הלכת נשחקים, אסטרונומים יכלו לקבל מבט חסר תקדים על הפנים שלהם, אולי עד ליבה. "בתיאוריה, נוכל לדעת יותר על exoplanets אלה אפילו על כדור הארץ, ובהחלט יותר משאר כוכבי הלכת במערכת השמש, " אומר בודמן.
**********
בניגוד לכוכבים שיכולים להאיר במשך עשרות מיליארדי שנים, עולמות מגורדים מסתובבים רק לזמן קצר יחסית. ההדמיות מציעות שלפלנטות כמו K2-22 נותרו רק כעשרה מיליון שנים לפני שהן נהרסות לחלוטין. ומכיוון שכל שלושת העולמות מקיפים כוכבים בני מיליארדי שנים, הם כנראה לא היו בעמדותיהם הנוכחיות זמן רב.
בודמן וקולון חושבים שניהם כי כוכבי הלכת הנידונים ככל הנראה נוצרו הרחק במערכת שלהם ואז נדדו פנימה עם הזמן. אינטראקציות עם כוכבי לכת אחרים היו יכולים לזרוק אותם על מסלולי הגורל שלהם, אם כי שלושת כוכבי הלכת המתפוררים הללו הם הלוויינים היחידים הידועים של הכוכבים המארחים שלהם. בודמן אומר שסביר להניח שהעולמות החלו רק לאחרונה במסלול קרוב של הכוכבים שלהם, אבל איך הם הגיעו לשם נותרה שאלה פתוחה.
חייו הקצרים של כוכב לכת שמתפרק - רק היגוי בחייו הארוכים יותר של כוכב - הוא ככל הנראה הסיבה לכך שמעטים מהעולמות הללו נמצאו. "הם בהחלט נדירים", אומר בודמן.
שתי הנשים מסכימות כי קיים סיכוי טוב להניח כי עוד Exoplanets מתפרק אחד או שניים נמצאים בנתוני קפלר, במיוחד התוצאות האחרונות של K2. והלווין סקר Exoplanet Survey (TESS) שהושק לאחרונה, שכבר מצא מאות כוכבי לכת חדשים, ייצר עוד יותר.
"אני חושב שזה ייקח קצת זמן לחפש את הכל, אבל אני מקווה שנמצא יותר", אומר קולון.
