לוויין נאסא חושף 27 מועמדים חדשים לכוכבי לכת במערכות בינאריות

חוקרים מאוניברסיטת ניו סאות’ ויילס זיהו 27 מועמדים חדשים לכוכבי לכת סביבתיים על ידי ניתוח נתונים מתמשכים מהלוויין TESS של נאס”א. התגלית, שפורסמה בכתב העת Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, השתמשה במתודולוגיה חדשנית המבוססת על השינוי הפריאפסיס בכוכבים בינאריים ליקויים. הממצא עוקף מגבלות משמעותיות של טכניקות גילוי קונבנציונליות ומרחיב את ההבנה של האוכלוסייה האמיתית של עולמות המקיפים מערכות כוכבים כפולים.

כוכבי לכת מועמדים מקיפים מערכות שבהן שתי שמשות נמשכות זו סביב זו. המחקר בראשות מרגו תורנטון מייצג התקדמות מכרעת בזיהוי עולמות שגיאומטריית המסלול שלהם תהפוך אותם לבלתי נראים לחלוטין לטלסקופים מבוססי קרקע בשיטות מסורתיות. עד כה לא הושג אישור סופי, אך תצפיות נוספות עם טכניקות של מהירות רדיאלית נמשכות.

מדוע שיטת המעבר נכשלת במערכות בינאריות

שיטת המעבר, הטכניקה השלטת לגילוי כוכבי לכת חיצוניים, פועלת על ידי זיהוי העמעום הקל שגורם כוכב לכת כשהוא חולף מול הכוכב המארח שלו. הדיוק תלוי במצב גיאומטרי קפדני: מישור המסלול של כוכב הלכת חייב להיות מיושר בניצב עם נקודת המבט של כדור הארץ. עבור כוכבי לכת מעגליים, דרישה זו הופכת מגבילה ביותר.

אם מישור המסלול של כוכב לכת נוטה במעלה אחת בלבד ביחס למישור המסלול הבינארי, מעברים אינם מתרחשים במרווחים קבועים וניתנים לזיהוי. מחלקה שלמה של כוכבי לכת מעגליים – אלה עם מסלולים בעלי נטייה גבוהה – נותרו בלתי נראים למשקיפים. ת’ורנטון מסביר שנתוני תצפית קודמים שיקפו הטיה מהותית: נמצאו רק כוכבי לכת בעלי כיוונים ספציפיים, מה שמנע הבנה מלאה של האופן שבו עולמות נוצרים במערכות בינאריות.

עקירת פריאפסיס ככלי מהפכני

השיטה החדשה ניצלה תופעה הנקראת פריאפסיס – סיבוב הדרגתי של מסלולים אליפטיים של גרמי שמיים. במערכת השמש שלנו, הפריאפסיס של מרקורי, שזוהה מאז המאה ה-19, ממחיש את האפקט הקלאסי הזה. הצוות ניתח 1,590 כוכבים בינארים ליקויים שנצפו ברציפות על ידי TESS במשך שנתיים לפחות.

כאשר כוכב לכת חיצוני מפעיל השפעה כבידה על מערכת בינארית, הוא משנה בעדינות את תזמון הליקויים – הרגע המדויק שבו שני הכוכבים מסתירים זה את זה. על ידי מדידה מדויקת של הווריאציות הזמניות של ליקויים אלה, חוקרים זיהו חתימות כבידה של עצמים פלנטריים. האסטרטגיה חשפה מועמדים שהיו נעלמים מעיניהם לחלוטין על ידי טכניקות קונבנציונליות, מה שהרחיב באופן משמעותי את ההשקפה על האוכלוסייה האמיתית של כוכבי לכת בסביבה.

מאפיינים ותפוצה של 27 המועמדים

המסות של עצמים שזוהו משתנות באופן משמעותי, ומשקפות מגוון של סוגים פלנטריים:

• מינימום: בערך פי 12 מסה של כדור הארץ
• מקסימום: בערך פי 3,200 מהמסה של כדור הארץ (כפי 10 מהמסה של צדק)
• תפוצה: ספקטרום רחב בין עולמות דמויי כדור הארץ וענקיות גזים

Additional observations with the radial velocity method using ground-based telescopes will be needed to confirm these candidates. טכניקה זו מזהה כוכבי לכת בעקיפין דרך התנודדות של כוכבים מארח הנגרמים על ידי מסלול כוכבי לכת, מודדת שינויי צבע באור הכוכבים כאשר הכוכבים מתקרבים או מתרחקים מכדור הארץ.

השלכות על תגליות פלנטריות עתידיות

בנג’מין מונטה, פרופסור חבר ב-UNSW שהוא חלק מהמחקר, מדגיש כי נתונים תצפיתיים ארוכי טווח בשפע מ-TESS אפשרו לחשב השפעות עדינות ביותר. הלוויין, שתוכנן במקור ללכוד מעברים פלנטריים, הפגין יכולת בלתי צפויה לחשוף עולמות שמעבריהם לעולם לא יראו מכדור הארץ. תוצאה זו מראה שהמתודולוגיה המקובלת מזלזלת באוכלוסייה האמיתית של כוכבי לכת חיצוניים.

כוכבי לכת עם מסלולים מגוונים וגיאומטריות לא חיוביות לא שמים לב, מה שמרמז שהיקום מכיל יותר מערכות פלנטריות ממה שחשפו סקרים קודמים. אם תצפיות עתידיות יאשרו את קיומם של מועמדים אלו, צפויה הבנה מעמיקה יותר של תהליכי היווצרות פלנטריים בשביל החלב. התגלית ממקמת מחדש את האופן שבו אסטרונומים מחפשים עולמות רחוקים ומטילה ספק בהנחות לגבי איזה חלק אמיתי של מערכות אקסופלנטריות האנושות יכולה למפות כיום.