כל תהילה היא ייחודית, בהתאם להרכב האטמוספירה של כוכב הלכת ולצבעי האור מהכוכב שמאיר אותו. WASP-76 ("השמש" של WASP-76b) הוא כוכב רצף ראשי צהוב ולבן כמו השמש שלנו, אך כוכבים שונים יוצרים תפארות עם צבעים ודוגמאות שונות. קרדיט: ESA, עבודה שבוצעה על ידי ATG במסגרת חוזה עבור ESA. CC BY-SA 3.0 IGO
בפעם הראשונה, סימנים פוטנציאליים של 'אפקט התהילה' דמוי הקשת התגלו על כוכב לכת מחוץ למערכת השמש שלנו. תהילה הן טבעות אור קונצנטריות צבעוניות המתרחשות רק בתנאים מוזרים.
נתונים מהלוויין המאפיין ExOplanet הרגיש של ESA, Cheops, יחד עם מספר ESA ו- נאס"א משימות, מציעים שהתופעה העדינה הזו קורנת ישר לכדור הארץ מהאטמוספירה הגיהנומית של ענקית הגז החמה במיוחד WASP-76b, במרחק 637 שנות אור.
נראה לעתים קרובות על כדור הארץ, ההשפעה נמצאה רק פעם אחת על כוכב אחר, וֵנוּס. אם תאושר, התהילה החוץ-שמשית הראשונה הזו תגלה עוד על מהות התמיהה הזו אקסופלנטעם שיעורים מרגשים כיצד להבין טוב יותר עולמות מוזרים ומרוחקים.
'תהילה' ראשונה בעולם רחוק הלליש?
נתונים של צ'אופס וחבריו מצביעים על כך שבין החום והאור הבלתי נסבלים של פניו המוארים בשמש של כוכב הלכת WASP-76b, לבין הלילה האינסופי של הצד האפל שלו, עשוי להיות "התהילה" החוץ-שמשית הראשונה. האפקט, בדומה לקשת בענן, מתרחש כאשר האור מוחזר מעננים המורכבים מחומר אחיד לחלוטין אך עד כה לא ידוע.
"יש סיבה שלא נראתה תהילה לפני כן מחוץ למערכת השמש שלנו – זה דורש תנאים מאוד מוזרים", מסביר אוליבייה דמנג'ון, אסטרונום ב-Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (המכון לאסטרופיזיקה ומדעי החלל) בפורטוגל והמחבר הראשי של הספר המחקר.
"ראשית, אתה צריך חלקיקים אטמוספריים שהם כדוריים קרובים למושלם, אחידים לחלוטין ויציבים מספיק כדי שניתן יהיה לצפות בהם לאורך זמן. הכוכב הקרוב של כוכב הלכת צריך לזרוח ישירות אליו, כשהצופה – כאן צ'אופס – בדיוק בכיוון הנכון".
קומפוזיציה של צבע מזויף של 'תהילה' שנראתה על נוגה ב-24 ביולי 2011. התמונה מורכבת משלוש תמונות באורכי גל אולטרה סגול, גלוי וכמעט אינפרא אדום ממצלמת הניטור של נוגה. התמונות צולמו בהפרש של 10 שניות ובשל תנועת החללית אינן חופפות בצורה מושלמת. התהילה היא 1200 ק"מ רוחב, כפי שניתן לראות מהחללית, 6000 ק"מ משם. קרדיט: ESA/MPS/DLR/IDA
אם תאושר, התהילה האקסו-פלנטרית הראשונה תספק כלי יפה להבין יותר על כוכב הלכת והכוכב שיצרו אותו.
"מה שחשוב לזכור הוא ההיקף המדהים של מה שאנו עדים לו", מסביר מתיו סטנדינג, עמית מחקר של ESA החוקר כוכבי לכת אקזו-כוכבים.
"WASP-76b נמצא במרחק של כמה מאות שנות אור – כוכב לכת ענק גז חם מאוד, שבו ככל הנראה יורד גשם של ברזל מותך. למרות הכאוס, נראה שזיהינו את הסימנים הפוטנציאליים של תהילה. זה אות קלוש להפליא".
תוצאה זו מדגימה את הכוח של משימת צ'אופס של ESA לזהות תופעות עדינות, שלא נראו מעולם, בעולמות רחוקים.
איור זה מציג מבט לילה של כוכב הלכת האקסו-פלנט WASP-76b. לכוכב האקסו-פלנט הענק החם במיוחד יש צד יום שבו הטמפרטורות מטפסות מעל 2400 מעלות צלזיוס, גבוהות מספיק כדי לאדות מתכות. רוחות חזקות נושאות אדי ברזל לצד הלילה הקריר יותר, שם הוא מתעבה לטיפות ברזל. משמאל לתמונה אנו רואים את גבול הערב של כוכב הלכת החיצוני, שם הוא עובר מיום ללילה. קרדיט: ESO/M. קורנמסר
כוכב הלכת גיהנום עם גפיים משובשות
WASP-76b הוא חם במיוחד צדקכמו כוכב לכת. למרות שהוא 10% פחות מאסיבי מבן דודנו המפוספס, הוא כמעט כפול מגודלו. מקיף בחוזקה את הכוכב המארח שלו קרוב פי 12 מכוכב חמה חרוך המקיף את השמש שלנו, כוכב הלכת החיצוני 'נפוח' על ידי קרינה עזה.
מאז גילויו ב-2013, WASP-76b עבר בדיקה אינטנסיבית והתגלתה תמונה גיהנומית בצורה מוזרה. צד אחד של כדור הארץ פונה תמיד לשמש, ומגיע לטמפרטורות של 2400 מעלות צֶלסִיוּס. כאן, יסודות שיצרו סלעים על פני כדור הארץ נמסים ומתאדים, רק כדי להתעבות בצד הלילה הקריר מעט יותר, ויוצרים ענני ברזל המטפטפים גשם מברזל מותך.
אבל מדענים תמהו על חוסר סימטריה, או עייפות, לכאורה ב"גפיים" של WASP-76b – האזורים החיצוניים ביותר שלו נראים כשהוא עובר מול הכוכב המארח שלו.
נתונים ממשימות שונות של ESA ונאס"א, כולל TESS, האבל ושפיצר, נותחו גם הם במחקר החושפני הזה, אבל זה היה כאשר Cheops של ESA ושל NASA TESS עבדו יחד שהחלו להופיע רמזים לתופעת התהילה.
התרשמות האמן של CHEOPS במסלול מעל כדור הארץ. בתצוגה זו מכסה הטלסקופ של הלוויין סגור. קרדיט: ESA / ATG medialab
צ'אופס עקב באינטנסיביות אחר WASP-76b כשעבר מול ומסביב לכוכב דמוי השמש שלו. לאחר 23 תצפיות במשך שלוש שנים, הנתונים הראו עלייה מפתיעה בכמות האור המגיעה מה"טרמינטור" המזרחי של כוכב הלכת – הגבול שבו לילה פוגש יום. זה אפשר למדענים להתנתק ולהגביל את מקור האות.
"זו הפעם הראשונה ששינוי כה חד זוהה בבהירות של כוכב לכת, 'עקומת הפאזה' שלו", מסביר אוליבייה.
"תגלית זו מובילה אותנו להשערה שהזוהר הבלתי צפוי הזה עלול להיגרם על ידי השתקפות חזקה, מקומית ואנזיטרופית (תלויה בכיוון) – אפקט התהילה."
מתבוסס בתפארת ה-Reflected Glory של WASP-76b
בעוד שאפקט התהילה יוצר דפוסים דמויי קשת בענן, השניים אינם זהים. קשתות נוצרות כאשר אור השמש עובר דרך תווך אחד עם צפיפות מסוימת למדיום בעל צפיפות שונה – למשל מאוויר למים – מה שגורם לנתיב שלו להתכופף (שבירה). אורכי גל שונים מכופפים בכמויות שונות, מה שגורם לאור הלבן להתפצל לצבעיו השונים וליצור את הקשת העגולה המוכרת של קשת בענן.
מבט מדומה של תופעות התהילה בנוגה (משמאל) ובכדור הארץ (מימין), מבלי להתחשב בהשפעות של אובך או בהירות ענן ברקע. תפארות מתרחשות כאשר אור השמש מאיר על טיפות עננים – חלקיקי מים במקרה של כדור הארץ, וחלקיקי חומצה גופרתית עבור נוגה. ההבדל העיקרי בין הופעת התהילה בנוגה ובכדור הארץ אינו בגלל ההרכב, אלא גודל החלקיקים. קוטר טיפות העננים על פני כדור הארץ הוא בדרך כלל בין 10 ל-40 אלפיות המילימטר, אך בנוגה הטיפות שנמצאות בראש העננים קטנות בהרבה, בדרך כלל לא יותר מ-2 אלפיות המילימטר. בגלל זה, השוליים הצבעוניים רחוקים יותר מכפי שהם נראים על פני כדור הארץ. קרדיט: C. Wilson/P. לאבן
תהילה, לעומת זאת, נוצרת כאשר האור חולף בֵּין פתח צר, למשל בין טיפות מים בעננים או בערפל. שוב, נתיבו של האור מכופף (במקרה זה מנותק), לרוב יוצר טבעות קונצנטריות של צבע, כאשר הפרעות בין גלי אור יוצרות דפוסים של טבעות בהירות וכהות.
מה תהיה המשמעות של התהילה הרחוקה הראשונה
אישור של אפקט התהילה פירושו נוכחותם של עננים המורכבים מטיפות כדוריות לחלוטין, שנמשכו לפחות שלוש שנים או מתחדשים כל הזמן. כדי שעננים כאלה ימשיכו, גם טמפרטורת האטמוספירה צריכה להיות יציבה לאורך זמן – תובנה מרתקת ומפורטת לגבי מה שיכול להתרחש ב-WASP-76b.
חשוב לציין, היכולת לזהות פלאים זעירים כאלה כל כך רחוקים תלמד מדענים ומהנדסים כיצד לזהות תופעות אחרות שקשה לראות אך קריטיות. לדוגמה, אור השמש המשקף מאגמים נוזליים ואוקיינוסים – דרישה למגורים.
הוכחה מפוארת באופק
"דרושה הוכחה נוספת כדי לומר באופן סופי ש'האור הנוסף' המסקרן הזה הוא תהילה נדירה", מסבירה תרזה לופטינגר, מדענית הפרויקט של משימת אריאל הקרובה של ESA.
"תצפיות המשך ממכשיר NIRSPEC על סיפון טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א/ESA/CSA יכולות לעשות בדיוק את העבודה. או שמשימת אריאל הקרובה של ESA יכולה להוכיח את נוכחותה. נוכל אפילו למצוא צבעים חושפניים להפליא יותר זוהרים מכוכבי לכת אחרים."
אוליבייה מסכם: "הייתי מעורב בזיהוי הראשון של אור א-סימטרי שמגיע מכוכב הלכת המוזר הזה – ומאז הייתי כל כך סקרן לגבי הסיבה. לקח קצת זמן להגיע לכאן, ברגעים שבהם שאלתי את עצמי – 'למה אתה מתעקש על זה? אולי עדיף לעשות משהו אחר עם הזמן שלך'. אבל כשהפיצ'ר הזה הופיע מתוך הנתונים, זו הייתה תחושה כל כך מיוחדת – סיפוק מסוים שלא קורה כל יום".
למידע נוסף על תגלית זו, ראה "קשת בענן" שזוהתה על כוכב הלכת המוריד גשם של ברזל מותך.
