צייד הכוכבים החדש ביותר של נאס"א מצא ככל הנראה את הכוכב הראשון שלו, וימים אחריו, השני שלו. אסטרונומים ממתינים לאישור עצמאי מטלסקופים אחרים, אך עודף של כוכבי לכת חדשים עשוי להתגלגל בזכות רשימת מועמדים 73 עמוקה וספירה - נסיעה מרשימה עבור טלסקופ חלל שצילם את תמונתו המדעית הראשונה לפני פחות מחודשיים.
הלוויין הסקר Exoplanet Survey (TESS) שהושק באפריל השנה ובילה כמה חודשים בטיסה למסלולו הסופי, כשהוא משתרך עד הירח ואז חוזר קרוב להעברת נתונים לכדור הארץ. ממבט זה תערוך TESS סקר של שנתיים לסריקת כ -85 אחוז מהשמיים. המצפה המקיף צפוי לאתר אלפי exoplanets סביב הכוכבים הקרובים והבהירים ביותר - מועמדים מושלמים להמשך מחקר באמצעות טלסקופים גדולים יותר.
שני הפלנטות הראשונות שהתגלו TESS הם אכן עולמות מוזרים. אחד נראה כמו נפטון מיניאטורי, אך יושב קרוב הרבה יותר לכוכבו, מה שהופך אותו לחם יותר ויותר תנודתי מכוכב הלכת הכחול הגדול של מערכת השמש שלנו. השני הוא עולם בגודל כדור הארץ הנעול בחיבוק עם הכוכב שלו חזק כל כך שהוא משלים מסלול תוך 11 שעות בלבד, מה שהופך את תנאי השטח לעזאזליים במיוחד.
אך מבין אלפי המרחבים החיצוניים ש- TESS תחשוף, המדענים מתעניינים בעיקר בשבריר של אחוז אחד. נטליה גררו, סגנית מנהלת TESS Objects of Interest (TOI) ב- MIT, אומרת שהחללית באמת נמצאת במצוד אחר כ -50 כוכבי לכת, שכל אחד מהם פחות מפי ארבע מרדיוס כדור הארץ ובתחום המגורים של הכוכב שלהם. *
"אנו מקווים שנמצא יותר מזה, אבל לזה אנו מצפים, " אומר גררו.
הלוויין הסקר Exoplanet Survey (TESS) צילם תמונה זו של הענן המגלני הגדול (מימין) והכוכב הבהיר R Doradus (משמאל) עם רק גלאי בודד של אחת המצלמות שלו ביום שלישי, 7 באוגוסט. המסגרת היא חלק מ מסלול של שמי הדרום TESS שנלכד בתמונת המדע "האור הראשון" שלו כחלק מסבב איסוף הנתונים הראשוני. (נאס"א / MIT / TESS) בעוד שכל קטלוג האקסופלאנטים יסייע למדענים ללמוד על התפלגות כוכבי הלכת ברחבי הגלקסיה, הקומץ שגררו מקווה למצוא הכי הם יעדים אידיאליים בחיפוש אחר עולם נושא חיים. כוכב לכת שהוא פחות מארבעה רדידי כדור הארץ הוא כנראה סלעי, למשל, ואם הוא מקיף גם את המרחק הנכון מכוכבו (שתלוי בגודל ובטמפרטורה של הכוכב), הוא יכול לתמוך במשטח נוזלי. מספר גורמים אחרים משפיעים על כך שהחיים יכולים להתקיים באופן מציאותי על פני כדור הארץ - שפע התרכובות האורגניות, למשל - אך בהתחשב במה שידוע לנו על כדור הארץ, כוכבי לכת סלעיים עם מים נראים כמקום הטוב ביותר להתחיל בו.
בנוסף, הדור הבא של טלסקופים גדולים יוכל לחקור את כוכבי הלכת הללו בדרכים בלתי אפשריות כיום עם טלסקופים. TESS מוצא כוכבי לכת בשיטת המעבר, המחפשת מטבלים באור הכוכבים הנגרמים כתוצאה מכוכב לכת קדמי. חיישני האור המתוחכמים בטלסקופ החלל "יכולים לאתר את כמות האור שעש חוסמת כשהוא עף על פני הירח המלא", אומר גררו. לכן, כל כוכב לכת ש TESS מגלה יהיה כזה שיעבור מול הכוכב שלו מנקודת המבט שלנו, שמציג הזדמנות למצוא יעדים לצעד הגדול הבא במצוד אחר עולם דמוי כדור הארץ: מדידת אטמוספרות.
כדי להבין ממה מורכבת אטמוספירה חיצונית, אתה זקוק לכלי שנקרא ספקטרומטר, שיוכל לנתח את חתימתם הכימית של חפצי שמים. כאשר כוכב לכת עובר מול הכוכב שלו, חלק מאור הכוכבים עובר באטמוספירה, ואורכי גל מסוימים של אור מסוננים על ידי נוכחות של יסודות ספציפיים. כרגע, עם משהו כמו טלסקופ החלל האבל, ניתן לבצע מדידות כאלה רק לכוכבי לכת בגודל יופיטר הסמוכים או גדולים יותר. אך טלסקופי חלל ענקיים - כאלה כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב הקרוב, מפלצת שטח בגודל של מגרש טניס המתוכנן לשגר בשנת 2021 - יוכלו לבודד אור העובר באטמוספירה של כוכב לכת קטן יותר כדי להבין ממה מורכב האוויר של הפלנטה . בעזרת הטלסקופ והתנאים הנכונים, אווירה עשויה לחשוף את עצמה, ועולם שאנחנו מכירים בגודל כדור הארץ יכול באמת להפוך לדמויי כדור הארץ אם יש לו אווירה הדומה לשלנו.
TESS מחפש אחר כוכבי לכת קרובים יחסית, בתוך כ -330 שנות אור, המפוזרות על פני חצי הכדור הצפוני והדרומי (הטלסקופ החלל מחפש את הדרום ברגע זה ויפנה לצפון מתישהו בשנה הבאה). גישה זו אינה דומה לטלסקופ החלל הגדול הציד אחר כוכבי הלכת של נאס"א, קפלר, אשר בהה באותו שדה כוכבים במשך כארבע שנים. קפלר אמנם יכול לאסוף מספיק אור בכדי למצוא כוכבי לכת במרחק 3, 000 שנות אור משם, אך משימת הסקר החדשה עם TESS תמצא כוכבי לכת קרובים בכל מיקומי השמיים.
הבל מנדז, מנהל מעבדת ההישרדות הפלנטרית באוניברסיטת פורטו ריקו בארסיבו, מחזיק קטלוג של כוכבי לכת שעשויים להתגורר עד כה. כרגע יש בסך הכל 55 כוכבי לכת ברשימה, עם 22 כדור הארץ בגודל אדמה, אחד בגודל מאדים ו 32 "סופר אדמות" שהם בערך פי שניים מגודל כדור הארץ. (אלה נתונים אופטימיים - תחת מערך הקריטריונים המחמיר ביותר, רק 14 כוכבי לכת גורמים לחתך "למגורים".)
מנדז אומר שהוא מאמין ש TESS תניב "עשרות" של Exoplanets חדשים למגורים, והטלסקופ גם ירחיב את יכולתו של הצוות שלו ללמוד כמה מהעולמות הרחוקים הללו. מבין בני הזוג מתריסר כוכבי לכת ידועים למגורים, רק ארבעה נמצאים בשדה הראייה של ארסיבו. "TESS תספק יעדים רבים נוספים לתצפיות מעקב על ידי ארסיבו וטלסקופים רבים אחרים ברחבי העולם, " אומר מנדז.
בנוסף לבדיקת אטמוספרות רחוקות, תצפיות מעקב עם טלסקופים ברחבי העולם יכולות ללמד אותנו כמות מפתיעה על כוכבי לכת מרוחקים. קח למשל את Pi Mensae c, את הכוכב הראשון שגילה על ידי TESS. העולם מקיף את הכוכב Pi Mensae במרחק של כ- 60 שנות אור, או 350 טריליון מיילים. הוא משלים מסלול תוך 6.27 יום בלבד, ויש לו רדיוס בערך כפול מגודלו של כדור הארץ - שני פרמטרים אותם TESS יכול למדוד כאשר הכוכב עובר מול הכוכב המארח שלו.
אבל יש עוד מידע מכריע ש- TESS לא יכול למדוד: מסה.
כוכב הלכת Pi Mensae c יש כמעט פי חמישה ממסה כדור הארץ. כדי לחשב נתון זה נאלצו האסטרונומים לטבול בחזרה בנתונים ישנים של הכוכב. Pi Mensae, או HD 39091, כבר היה ידוע ככוכב ענק אחד - פי עשרה מהמסה של צדק. כוכב לכת זה נמצא בשנת 2001 על ידי חיפוש הכוכבים האנגלו-אוסטרלי (אחת מקבוצות הציד האקסופלאנאט הקדומות ביותר) באמצעות תהליך שנקרא מהירות רדיאלית. שיטת המהירות הרדיאלית בוחנת הפרעות בתנועת הכוכב, שיכולות להצביע על כך שכוכב לכת מושך בכוכב בכוח הכובד שלו. הטכניקה שימושית בעיקר למציאת כוכבי לכת ענקיים, אך ברגע שמתגלה אחד מהם, ניתן להשתמש במדידות המהירות הרדיאלית לחישוב המסה.
"אמנם האות של הכוכב [החדש] בהחלט קיים בנתונים שכבר היו קיימים, אך הוא לא גדול במיוחד מכיוון שהכוכב הוא כה קטן", אומרת ג'ניפר ברט, עמיתה לפוסט-דוקטורט של טורס במכון MIT Kavli לאסטרופיזיקה ומחקר חלל, - אישר את העיתון המפרט את כוכב הלכת TESS הראשון.
טכנאים עובדים להשלים את טלסקופ החלל TESS לפני השיגור. (נאס"א) לאחר קביעת המסה של Pi Mensae c, הבינו האסטרונומים כי כוכב הלכת דומה ככל הנראה לגרסא קטנה במיוחד של נפטון ולא לגרסא גדולה מאוד של כדור הארץ. אבל תוך מספר ימים מרגע שהודיעו על הכוכב הראשון שלהם, צוות TESS כבר מצא את השני שלהם - וזה ממש מוזר.
כוכב הלכת מקיף את הכוכב LHS 3844, שהוא כוכב קריר וקטן הנקרא גמד אדום. הכוכבים הקטנים והמגניבים הללו מייצגים את סוג הכוכבים השופע ביותר ביקום. לגמדים אדומים רבים יש כוכבי לכת שעוברים מסלול תוך ימים ספורים, אך הכוכב החדש שהתגלה סביב LHS 3844 משלים את מסלולו תוך 11 שעות בלבד. שבוע אחד בכדור הארץ מהווה 15 "שנים" בכוכב הלכת הזה, ומכניס אותו לכיתה קטנה של כוכבי לכת תקופתיים אולטרה-קצרים.
בהתחלה, תגליות TESS יהיו מוטות כלפי כוכבי לכת מסוגים אלה - מעברים חוזרים ונשנים ברחבי הכוכב פירושם שקל יותר לאתרם. עם עשרות מועמדים חזקים שנמצאים עדיין ברשימת TESS למגזר זה, יכולות להיות הרבה תגליות ממש מעבר לפינה. כוכבי לכת בטחוניים כאלה ייערמו במהלך המשימה כשאנחנו מחכים לגלות עולמות דמויי אדמה נוספים המקיפים את הכוכבים שלהם בעוד כמה מאות ימים.
אך כפי שמציין ברט, אפילו כוכבי הלכת הבלתי-אפשריים מציירים סיפור מבריק של שמי הלילה. הכוכב Pi Mensae, כיום עם שני כוכבי לכת ידועים, הוא בהיר מספיק כדי לראות בעין בלתי מזוינת. כאשר המשימה הראשונית של שנתיים הראשונית של TESS מסתיימת - והצוות כבר מתכנן הרחבת משימה - עלינו להבין טוב אילו כוכבים סמוכים מקיפים עולמות משלהם.
"כש TESS יסיים את המשימה, אתה אמור להיות מסוגל לצאת לחצר האחורית שלך, להצביע על כוכב ולדעת שיש כוכבי לכת סביבו, " אומר ברט. אולי אחד מהפלנטות האלה אפילו ייראה קצת כמו שלנו.
* הערת העורך, 28 בספטמבר 2018: גרסה קודמת של מאמר זה הצהירה בצורה שגויה כי צוות TESS קיווה למצוא כ -50 כוכבי לכת באזור המגורים עם פחות מארבעה מכמות כדור הארץ, כאשר למעשה, זה היה פחות מזה ארבע פעמים את רדיוס כדור הארץ. הסיפור נערך כדי לתקן עובדה זו.
