מסביב לננס לבן
חוקרים פיתחו מערך של 48 טלסקופים שנועד, בין היתר, לגילוי כוכבי לכת שיכולים, אולי, להקיף ננסים לבנים
מכון ויצמן למדע|המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
החיים עצמם:
ד"ר שגיא בן-עמי, נשוי, מתגורר בגבעתיים. החל לעבוד במכון ויצמן למדע, לאחר שעשה פוסט דוקטורט ועבד כחוקר באוניברסיטת הרווארד במשך שש שנים. בזמנו הפנוי אוהב לקרוא ולעשות ספורט.
כיצד ניתן להעריך מה צופן עתידם של כוכבי לכת כמו כדור הארץ בעוד מיליארדי שנים? ד”ר שגיא בן-עמי, מומחה באסטרופיזיקה ניסויית מהמחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה בפקולטה לפיזיקה במכון ויצמן למדע, מפתח שיטות ומכשירים מתקדמים המשמשים אותו וחוקרים נוספים בארץ ובעולם לחקר היקום: מחיפוש אחר כוכבי לכת מסביב לכוכבים בשביל החלב ועד לחיפוש אחר פיצוצים של כוכבים בגלקסיות מרוחקות. בשנים האחרונות אף היה שותף לפיתוח טלסקופ מגלן, שעתיד להיות הטלסקופ הקרקעי הגדול בעולם ובאמצעותו ניתן לבצע תצפיות ייחודיות, כגון חקר אטמוספירה של כוכבי לכת ארציים (סלעיים) המרוחקים מאיתנו שנות אור. ד״ר בן עמי וחברי קבוצת המחקר שלו, הם הראשונים שעוסקים בתחום זה בישראל.
מה השאלה?
האם כוכבי לכת יכולים להתקיים סביב ננסים לבנים?
לאחרונה, במסגרת פרויקט נוסף, פיתח ד”ר בן-עמי יחד עם עמיתו פרופ’ ערן אופק מערך של 48 טלסקופים אשר מוקם בקיבוץ נאות סמדר שבערבה הדרומית כדי לספק סקר שמים מהגדולים בעולם; ריחוקו של הקיבוץ מכל יישוב עירוני מספק תנאי תצפית מצוינים ולכן נבחר כמיקום המתאים למטרה זו.
אחת משאלות המחקר של ד”ר בן-עמי וצוותו, שעליה הם מקווים לענות באמצעות מערך הטלסקופים, היא אם קיימים כוכבי לכת (פלנטות) שנעים במסלולים קצרים ויציבים סביב ננסים לבנים (גרמי שמים שנותרים לאחר שכוכבים כמו השמש מסיימים את בעירתם הגרעינית ומשילים את המעטפת שלהם, מעין “גופות של כוכבים”). במילים אחרות, האם כוכבי לכת יכולים להתקיים סביב ננסים לבנים? ישנם ממצאים עקיפים אשר מעידים שכן, אך עדיין חסרה תצפית חד-משמעית.
ד”ר שגיא בן-עמי (קיצוני משמאל) עם קבוצת המחקר שלו
“אנחנו יודעים שקיימים ננסים לבנים, אך לא ברור אם פלנטה יכולה לנוע סביב ננס לבן במסלול קצר ויציב – וזה מה שאנחנו מנסים לגלות. אם נגלה זאת, זו תהיה תגלית מרעישה, ראשונה מסוגה בעולם. קיימות השערות שהתופעה קיימת (המתבססות על עקבות וסימנים) אבל עדיין לא נעשתה מדידה (תצפית) חד-משמעית שמראה אותה. אם נוכיח אותה, נוכל להבין מה צופן עתידם של כוכבי לכת שנמצאים סביב לכוכבים שהפכו לננסים לבנים – שהם 97% מהכוכבים בשמים. כך למשל, בעוד מיליארדי שנים השמש תהפוך לננס לבן ונוכל לדעת מה עתיד כוכבי הלכת הפנימיים (חמה, נגה, ארץ ומאדים) שמקיפים אותה. ההשערה היא שכוכבי לכת כמו כדור הארץ, שיחסית קרובים לשמש, ייבלעו על ידה ויישרפו כאשר היא תהפוך לננס לבן, ולעומת זאת כוכבי לכת אחרים, רחוקים יותר, ישרדו”, מסביר ד”ר בן-עמי.
יתרון מרכזי של מערך הטלסקופים שבנו החוקרים הוא שטח השמים שהוא יכול לדמות בחשיפה בודדת. לדברי ד”ר בן-עמי, “סקר שמים ממוצע מכיל מעלות בודדות רבועות של השמים בכל תמונה, ואצלנו כל תמונה מכילה יותר מ-300 מעלות רבועות, מה שמאפשר לסרוק ננסים לבנים רבים בו-זמנית. כך הסיכוי שלנו לגלותם הוא הרבה יותר גבוה משל סקרי שמים אחרים”.
כדי לגלות סימנים של כוכבי לכת (“חתימה פלנטרית”) סביב ננסים לבנים, נדרשות תצפיות מרובות ולכן החוקרים סורקים את השמים בנאות סמדר מדי לילה. ננס לבן שמסביבו כוכב לכת – יאבד מעוצמת האור שלו בכל פעם שכוכב הלכת יחצה את קו הראייה. “הירידה המחזורית בעוצמת האור היא הרמז הראשון לכך שהגוף שעליו אנו צופים מארח כוכב לכת”, אומר ד”ר בן-עמי.
לסיכום הוא מוסיף כי “השלב הראשון של המחקר, שמתבצע בתמיכת הקרן הלאומית למדע, היה הקמת מערך הטלסקופים שמאפשר תצפיות נרחבות ופיתוח אלגוריתמים לעיבוד הנתונים שמתקבלים מהן. כעת, משסיימנו את השלב הזה, אנחנו נכנסים לשלב התצפיות. תוצאות ראשונות צפויות בתוך כשנה”.