אסטרונומים מצאו כוכב לכת מסוג סוּפר-ארץ המקיף כוכב שבת מסוג ננס אדום במרחק של 137 שנות אור מאיתנו. רדיוס כוכב הלכת, ששמו הקטלוגי TOI-715b, הוא 1.55 פעמים הרדיוס של כדור הארץ – והוא נמצא ב"אזור הישיב", כלומר במרחק הנכון מהכוכב שלו כדי לאפשר את קיומם של מים נוזלים על פני השטח. במערכת הננס האדום ישנו מועמד נוסף לכוכב לכת, גם כן באזור הישיב של המערכת – אך ברדיוס כדור הארץ. אם יתברר שזה אכן כוכב לכת, הוא יהיה כוכב הלכת הקטן ביותר שטלסקופ החלל TESS גילה בתוך האזור הישיב.
עולם שלא אמור להיות קיים
טלסקופ החלל TESS, קיצור של Transiting Exoplanet Survey Satellite, גילה אלפי כוכבי לכת חוץ-שמשיים מאז ששוגר ב-2018. משם, הטלסקופ מחפש אחר עצמים החולפים בין הטלסקופ לבין הכוכבים וכך מעמעמים את אור הכוכב, עם רגישות מקסימלית של עד 0.1% התעמעמות באור הכוכב.
כמו רוב הכוכבים ביקום שלנו, TOI-715b הוא ננס אדום – כוכב קטן ועמום בהרבה מהשמש. זהו ננס אדום ממוצע – בערך רבע מהמסה ומהרדיוס של השמש. מאחר שכך, האזור הישיב שלו קרוב הרבה יותר מזה של השמש שלנו, ושנה אחת על TOI-716b אורכת 19 יום בלבד.
כמובן, המרחק הנכון מהכוכב אינו מבטיח תנאים מתאימים לחיים כפי שאנו מכירים אותם – יש משתנים רבים כמו מידת החזריות האור (אלבדו) של כוכב הלכת, המסה שלו והרכב האטמוספרה. עובדה שמאדים הקפוא ונוגה הלוהט נמצאים שניהם בשולי האזור הישיב של מערכת השמש – ומים בהחלט לא יכולים להתקיים היום על פני השטח שלהם במצב צבירה נוזלי. לכן אסטרונומים מעדיפים לפעמים הגדרה שמרנית יותר לאזור ישיב, שלפיה עולם סלעי מקבל בין 42% ל-84% מקרינת השמש שכדור הארץ מקבל. TOI-716b נמצא בדיוק במרכז "האזור הישיב השמרני" הזה.
פרק ב"סוכן חלל" המסביר על כמה מהעולמות המסקרנים בגלקסיה
עולם שלא אמור להתקיים
מסקרנת לא פחות היא העובדה שהעולם TOI-716b לא אמור להתקיים. מאז שהאנושות התחילה למצוא כוכבי לכת חוץ-שמשיים, התברר שיש שני טיפוסים נפוצים מאוד של עולמות – שפשוט לא קיימים במערכת השמש שלנו: סופר-ארץ ומיני-נפטון. אך שעה שנמצאו מאות כוכבי לכת מסוג סופר-ארץ ומיני-נפטון, נדיר מאוד למצוא כוכבי לכת בין לבין – בין רדיוס של פי 1.5 לרדיוס של פי 2 מזה של כדור הארץ.
מדענים מאמינים כי היקום שלנו לא נוטה "לייצר" עולמות ברדיוס של בין 1.5 ל-2 פעמים הארץ, וכי מעט העולמות האלה שכן נמצאו התחילו את דרכם כמיני-נפטונים ברדיוס של מעל 2 כדור הארץ, ובהמשך איבדו חלק מהמסה שלהם בתהליך של נידוף באור – כלומר עקב קרינה אלקטרומגנטית עוצמתית מהכוכב, שהעיפה חלק מהאטמוספרה שלהם לחלל. ברדיוס של 1.55 פעמים כדור הארץ, TOI-716b עשוי לשפוך אור על התהליך המסתורי הזה של הצטמקות מיני-נפטונים, ולאשש (או להפריך) את התיאוריה.
מעט אחרי מסלולו של TOI-716b, נראה שעצם קטן יותר עמעמם את אור הננס האדום. אם תצפיות המשך יאשרו כי מדובר בכוכב לכת, נראה כי לפנינו כוכב לכת בעל רדיוס כשל רדיוס כדור הארץ. הוא נמצא בקצה הרחוק של האזור הישיב השמרני ומשלים הקפה סביב הכוכב שלו מדי 25 יום. כאמור, אם המועמד יוכר רשמית ככוכב לכת, הוא יהיה כוכב הלכת הקטן ביותר שטלסקופ החלל TESS מצא בתוך האזור הישיב.
אבל האם אחד משני כוכבי הלכת של מערכת TOI-716 מיושב? לשם כך נצטרך להמתין לטלסקופ החלל ג'יימס ווב. TESS יודע למדוד את הגודל, המסה, צפיפות החומר והמסלול של כוכבי לכת חוץ-שמשיים, אבל תפקידו המרכזי הוא להכין את השטח לקראת התצפיות של ווב, שמסוגל לצלם במישרין את האטמוספרות של חלק מכוכבי הלכת הקרובים שמצא TESS – ולנתח את הרכבן לפי קווי בליעת האור בחומר. בהיותה קרובה יחסית וצפופה (כך שכוכבי הלכת חולפים סמוך מאוד לכוכב השבת), מערכת TOI-716 היא מועמדת מושלמת ליכולות של ווב, והאסטרונומים שגילו את כוכבי הלכת מצפים בקוצר רוח ל"תורם" על הטלסקופ.
ווב מציץ לעתיד
בינתיים ווב עצמו עסוק מאוד, וממשיך להדהים אותנו בתגליותיו. טלסקופ החלל מצא לאחרונה שני מועמדים לכוכבי לכת המקיפים שני כוכבים "מתים", או ננסים לבנים, שונים. ננס לבן הוא ליבה של כוכב מהסדרה הראשית, כמו השמש שלנו, שנשארת אחרי שלכוכב אוזל "הדלק", כלומר המימן, הוא מתנפח לכדי ענק אדום ומשיל את רוב המסה שלו כערפילית פלנטרית. בעוד חמישה מיליארד שנה (פחות או יותר), השמש שלנו תתנפח לכדי ננס אדום, ושוליה יבלעו את כוכב חמה, נוגה, כדור הארץ ואולי גם את מאדים. השכבות החיצוניות יתקררו, וכל שיישאר במערכת השמש הוא ננס לבן קטן, צפוף וקר וסביבו צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון קרים וחשוכים.
למרות שהם נדירים מאוד, זאת לא הפעם הראשונה שאסטרונומים מוצאים עולמות המקיפים כוכבים מתים. מה שהופך את התגלית של ווב לכל כך מעניינת היא שהננסים הלבנים WD 1202-232 ו-WD 2105-82 דומים מאוד לננס הלבן שצפויה להשאיר אחריה השמש שלנו – וכוכבי הלכת שמקיפים אותם דומים במסה שלהם ובמסלולם לצדק ושבתאי. במילים אחרות, ווב מספק לנו הצצה לעתיד מערכת השמש, ומוכיח שצדק ושבתאי אכן ישרדו את מות השמש.
יצוין כי טלסקופ החלל ווב צילם את כוכבי הלכת הללו במישרין, כלומר צילם את האור של כוכבי הלכת עצמם. מאז שנות ה-90, אסטרונומים גילו כ-5,000 כוכבי לכת חוץ-שמשיים, ומהם רק 50 צולמו במישרין – ולא כצללים על רקע הכוכבים שלהם.