WASP-193b, כוכב לכת שהתגלה לאחרונה, גדול יותר מצדק אך בעל צפיפות נמוכה להפליא הדומה לצמר גפן מתוק. אנומליה זו מאתגרת את תיאוריות היווצרות הפלנטריות הקיימות ומציגה מקרה ייחודי בקרב כוכבי לכת ידועים. ניתוח נוסף, במיוחד של תכונות האטמוספירה שלו, יכול לספק תובנות מעמיקות יותר לגבי מאפייניו יוצאי הדופן. קרדיט: twoday.co.il.com
אסטרונומים גילו את WASP-193b, כוכב לכת קל במיוחד המקיף כוכב מרוחק בגלקסיה שלנו. זה מתעלה צדק בגודל אבל תואם את הצפיפות של צמר גפן מתוק, מה שמציג תעלומה במדע הפלנטרי.
נראה שכוכב הלכת החדש, ששמו WASP-193b, מגמד את צדק בגודלו, אך הוא מהווה חלק קטן מצפיפותו. המדענים גילו שענקית הגז גדולה ב-50% מצדק, וכעשירית מצפיפותה – צפיפות נמוכה ביותר הדומה לצמר גפן מתוק.
WASP-193b הוא כוכב הלכת השני הקל ביותר שהתגלה עד כה, אחרי הקטן יותר, נפטון-כמו עולם, קפלר 51d. גודלו הגדול בהרבה של כוכב הלכת החדש, בשילוב עם צפיפות האור העל שלו, הופכים את WASP-193b למשהו מוזר בין יותר מ-5,400 כוכבי לכת שהתגלו עד כה.
"למצוא את החפצים הענקיים האלה עם צפיפות כה קטנה זה ממש ממש נדיר", אומר המחבר הראשי ו MIT פוסט דוקטורט חאליד ברקאוי. "יש מחלקה של כוכבי לכת שנקראים צדק נפוח, וזה היה תעלומה כבר 15 שנה, לגבי מה הם. וזה מקרה קיצוני של המעמד הזה".
"אנחנו לא יודעים איפה לשים את כוכב הלכת הזה בכל תיאוריות ההיווצרות שיש לנו כרגע, כי זה חריג מכולן", מוסיף הסופר הראשי פרנסיסקו פוזואלוס, חוקר בכיר ב-Instituto de Astrofísica de Andalucía- CSIC (ספרד). "איננו יכולים להסביר כיצד נוצר כוכב הלכת הזה, בהתבסס על מודלים של אבולוציה קלאסית. התבוננות מעמיקה יותר באטמוספירה שלו תאפשר לנו להשיג נתיב אבולוציוני של הפלנטה הזו".
התרשמות האמן מהצפיפות של WASP-193b בהשוואה ל-candyfloss. קרדיט: אוניברסיטת ליאז'
גילוי על ידי WASP
כוכב הלכת החדש זוהה בתחילה על ידי ה-Wide Angle Search for Planets, או WASP – שיתוף פעולה בינלאומי של מוסדות אקדמיים המפעילים יחד שני מצפי כוכבים רובוטיים, האחד בחצי הכדור הצפוני והשני בדרום. כל מצפה כוכבים משתמש במערך של מצלמות זווית רחבה כדי למדוד את בהירותם של אלפי כוכבים בודדים על פני כל השמים.
בסקרים שנעשו בין 2006 ל-2008, ושוב בין 2011 ל-2012, מצפה הכוכבים WASP-דרום זיהה מעברים תקופתיים, או נפילות באור, מ-WASP-193 – כוכב בהיר, סמוך, דמוי שמש, הממוקם במרחק של 1,232 שנות אור מכדור הארץ. אסטרונומים קבעו שהצניחה התקופתית של הכוכב בבהירות תואמת לכוכב לכת, המקיף את הכוכב וחוסם את אורו, כל 6.25 ימים. המדענים מדדו את כמות האור הכוללת שחסם כוכב הלכת בכל מעבר, מה שנתן להם אומדן של גודלו הענק, העל-צדק של כוכב הלכת.
לאחר מכן חיפשו האסטרונומים לקבוע את המסה של כוכב הלכת – מדד שיגלה את הצפיפות שלו ואולי גם רמזים להרכבו. כדי לקבל אומדן מסה, אסטרונומים משתמשים בדרך כלל במהירות רדיאלית, טכניקה שבה מדענים מנתחים ספקטרום של כוכב, או אורכי גל שונים של אור, כאשר כוכב לכת מקיף את הכוכב. ניתן להזיז את הספקטרום של כוכב בדרכים ספציפיות בהתאם לכל מה שמושך בכוכב, כגון כוכב לכת שמסתובב. ככל שכוכב הלכת מסיבי יותר, וככל שהוא קרוב יותר לכוכב שלו, כך הספקטרום שלו יכול להשתנות יותר – עיוות שיכול לתת למדענים מושג לגבי המסה של כוכב לכת.
עבור WASP-193 b, אסטרונומים השיגו ספקטרום נוסף של הכוכב ברזולוציה גבוהה שצולמו על ידי טלסקופים קרקעיים שונים, וניסו להשתמש במהירות רדיאלית כדי לחשב את מסת כוכב הלכת. אבל הם המשיכו לעלות ריקים – בדיוק בגלל, כפי שהתברר, כוכב הלכת היה קל מדי מכדי לגלות משיכה כלשהי בכוכב שלו.
"בדרך כלל, די קל לזהות כוכבי לכת גדולים מכיוון שהם בדרך כלל מאסיביים ומובילים למשיכה גדולה בכוכב שלהם", מסביר ג'וליאן דה וויט, חוקר במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT). "אבל מה שהיה מסובך בכוכב הלכת הזה היה שלמרות שהוא גדול – עצום – המסה והצפיפות שלו כל כך נמוכות שלמעשה היה קשה מאוד לזהות אותו רק בטכניקת המהירות הרדיאלית. זה היה טוויסט מעניין".
צפיפות של צמר גפן מתוק
חישובים מאשרים של-WASP-193b יש מסה של בערך פי 0.14 מזו של צדק וצפיפות של כ-0.059 גרם לסנטימטר מעוקב, נמוכה משמעותית מזו של צדק וכדור הארץ, אך דומה ל-0.05 גרם לסנטימטר מעוקב של צמר גפן מתוק.
"לקח לנו כמעט ארבע שנים לאסוף את כל הנתונים הדרושים כדי להשיג את המסה של WASP-193b", אומר ברקאוי. "כוכב הלכת כל כך קל שקשה לחשוב על חומר אנלוגי במצב מוצק. הסיבה לכך שזה קרוב לצמר גפן מתוק היא בגלל ששניהם עשויים בעיקר מגזים קלים ולא ממוצקים. כדור הארץ הוא בעצם סופר רך".
החוקרים חושדים שכוכב הלכת החדש עשוי ברובו ממימן והליום, כמו רוב ענקי הגז האחרים בגלקסיה. עבור WASP-193b, סביר להניח שהגזים הללו יוצרים אטמוספרה מנופחת מאוד המשתרעת עשרות אלפי קילומטרים רחוק יותר מהאטמוספירה של צדק עצמו. איך בדיוק כוכב לכת יכול להתנפח עד כה, תוך שמירה על צפיפות אור-על, היא שאלה ששום תיאוריה קיימת של היווצרות פלנטרית עדיין לא יכולה לענות עליה.
"WASP-193b הוא תעלומה מגניבה", מסכם ברקאוי. "פתרונן ידרוש עוד עבודה תצפיתית ותיאורטית, בעיקר כדי למדוד את התכונות האטמוספריות שלו עם טלסקופ החלל JWST ולעמת אותם עם מנגנונים תיאורטיים שונים שעשויים לגרום לאינפלציה כה קיצונית."
למידע נוסף על תגלית זו:
- סופר פלאפי "צמר גפן מתוק" Exoplanet Discovery מזעזע מדענים
- אסטרונומים חושפים "תעלומה קוסמית" – כוכב לכת ענק רך כמו צמר גפן מתוק
