איינשטיין מצא כוכב חדש

 אוניברסיטת תל-אביב הודיעה כי נמצאה שיטה נוספת לגילוי כוכבי לכת במערכות שמש מרוחקות. הכוכב שנמצא מכונה Kepler-76b ברישומים, ו"כוכב הלכת של איינשטיין" על ידי צוות האסטרונומים מאוניברסיטת תל אביב ומהמרכז לאסטרופיזיקה המשותף לאוניברסיטת הארוורד ולמכון הסמיסוניאן (CfA). הסיבה לכינוי על שמו של המדען הדגול: השיטה לחיפוש מבוססת על תורת היחסות אותה הגה.

"זה ממש חלום חלום שהתגשם", אומר פרופסור צבי מזא"ה שמזה שנתיים מחפש יחד עם תלמיד הדוקטורט שלו שמחון פייגלר כוכבים חדשים. פייגלר מצידו אומר כי "גילוי זה מוכיח את יכולת שיטת הגילוי החדשה ואנו מקווים למצוא כוכבי לכת נוספים רבים באמצעותה".

עיבוד של כוכב לכת שהתגלה על ידי קפלר(צילום: רויטרס)

כך זה עובד

בשיטה נבדקת עוצמת האור של עשרות אלפי שמשות רחוקות כדי למצוא שינויים מחזוריים הנגרמים על ידי כוכבי לכת בלתי נראים החגים סביבן. כוכבי הלכת גורמים לשינויים בעצמת האור על ידי שלושה אפקטים:

האפקט הראשון נובע מתורת היחסות של איינשטיין וגורם לשמש הרחוקה, הנראית ככוכב בשמי הלילה, לכוון חלק מן האור שלה לכיוון הצופה כאשר היא נעה אלינו. כתוצאה מכך עצמת האור עולה ויורדת כאשר השמש מבצעת תנועות קטנות הנגרמות על ידי כוכב הלכת החג סביבה. גילוי כוכבי לכת באמצעות אפקט זה הוצע עוד בשנת 2003 על ידי אבי לייב וסקוט גאודי. לייב הוא ראש המחלקה לאסטרונומיה באוניברסיטת הארוורד המשמש גם כפרופסור במינוי מיוחד על שם סאקלר באוניברסיטת תל אביב.

האפקט השני נובע מן העובדה שהשמש הרחוקה נמתחת לצורה דמוית ביצה בעקבות כוח הגאות שמפעיל עליה כוכב הלכת הסובב אותה. כתוצאה מכך נראית אותה שמש בהירה יותר כאשר אנו צופים בה מן הצד, בגלל שטח פנים גדול יותר, ובהירה פחות כשהצד "המחודד" פונה אלינו.

האפקט השלישי נובע מקרינת האור של אותה שמש המוחזר ע"י כוכב הלכת שלה.

מכיוון ששינויי הבהירות הם קטנים מאד, שלושת האפקטים ניתנים לגילוי רק מתצפיות המבוצעות ע"י טלסקופים בחלל. הצוות מאוניברסיטת תל אביב, הנתמך ע"י מענק מתקדם של מועצת המחקר האירופאית (ERC), ניתח את הנתונים של יותר ממאה אלף כוכבים שנצפו ע"י טלסקופ החלל "קפלר" של נאס"א, וחיפש אחר האפקט היחסותי בשילוב עם שני האפקטים הנוספים.

כאשר מתגלה מועמד לכוכב לכת, מתחיל שיתוף פעולה בינלאומי עם הצוות של ד"ר דייב לייתם (Dave Latham) מה-CfA, הכולל גם את ד"ר לרס בוחהייב (Lars Buchhave), לצורך תצפיות ספקטרוסקופיות מהקרקע, על מנת לוודא את קיומו של כוכב הלכת.

בשלישי במאי 2012 פייגלר ומזא"ה הבחינו בשלושת האפקטים באחד הכוכבים שנצפו ע"י קפלר. בעקבות זאת התבצעו תצפיות ע"י דייב לייתם וצוותו במצפה הכוכבים באריזונה, וכן ע"י לב טל-אור, תלמיד דוקטורט נוסף מתל אביב, במצפה הכוכבים בפרובאנס שבצרפת.

התצפיות משני הטלסקופים אישורו ללא ספק את קיומו של כוכב הלכת. הצוות, הכולל את פייגלר, טל-אור, מזא"ה, לייתם ובוחהייב הכריז בשבוע שעבר על הגילוי במאמר העומד להתפרסם בכתב העת המדעי The Astrophysical Journal. כוכב הלכת Kepler-76b , הנמצא בקבוצת הכוכבים ברבור (Cygnus) במרחק של כאלפיים שנות אור מאתנו, הינו בעל מסה כפולה ממסתו של צדק, וסובב קרוב מאד לשמש שלו, עם זמן מחזור של יום וחצי. קרבתו לשמש גורמת לו, כנראה, להיות נעול על ידי כוחות גאות, כך שצד אחד של כוכב הלכת פונה אל השמש כל הזמן. צד זה של כוכב הלכת מתחמם ע"י קרינת השמש שלו לטמפרטורה של כאלפיים מעלות צלסיוס.

(צילום: AP)

לראות את האור

במערכת השמש בה אנו מצויים יש כוכב מרכזי – השמש וסביבו חגים כוכבי לכת, כאשר כדור הארץ אחד מהם. כל הכוכבים אותם אנו רואים בשמים (למעט כוכבי הלכת שבמערכת השמש שלנו), הם שמשות רחוקות. חלקן גדולות וחלקן קטנות מהשמש שלנו, אך הן כה מרוחקות שאנו רואים אותם כנקודות. מערכות שמש אקסטרא-סולריות מוגדרות כמערכות שמש שבמרכזן כוכב (שמש) וסביבו חגים כוכבי לכת. אולם, אם שמשות רחוקות נראות כנקודות, הרי ברור שבטכנולוגיות הקיימות כיום, כמעט בלתי אפשרי להבחין ישירות בכוכבי לכת מרוחקים, חסרי אור עצמי משלהם, שגודלם בטל בשישים ביחס לגודלן של השמשות אותם הם מקיפים.

כוכבי הלכת האקסטרא-סולריים הראשונים שהתגלו מחוץ למערכת השמש התגלו באופן עקיף – הם התגלו הודות לכוח הכבידה שהם מפעילים על השמשות סביבן הם חגים; כאשר כוכב לכת חג סביב שמש, שניהם נעים סביב מרכז כובד משותף. גם אם את כוכב הלכת הקטן לא רואים, הרי אנו רואים את השמש מבצעת ריקוד עם שותף בלתי נראה.

את הדחיפה העיקרית לגילוי כוכבי לכת, העניק טלסקופ החלל קפלר, שמגלה כוכבי לכת בשיטה אחרת – הוא מצלם שמשות רחוקות ובודק האם אורן מוסתר בחלקו על ידי מעברים של כוכבי לכת בינם לביננו. בדרך זו אפשר לגלות כוכבי לכת קטנים מאשר השיטה הראשונה מאפשרת בגלל השפעת הכבידה הנמוכה של כוכבי לכת קטנים. כעת, ניתן למצוא גם כוכבים שאינם גורמים לליקוי.

מידע נוסף על אירועים בשמי ישראל וכן מפת כוכבים מסתובבת להורדה ואת ספר השנה האסטרונומי לשנת 2013, הכולל את כל האירועים האסטרונומיים לשנת 2013 אפשר למצוא בלוח השנה האסטרונומי לשמי ישראל.