דימוי של אמן של אקסומון דמוי כדור הארץ המקיף את כדור הארץ ענקי הגז.
(תמונה: © NASA / JPL-Caltech)
בקיץ שעבר הודיעו המדענים כי הם מצאו מה יכול להיות הירח הראשון שאיתר מחוץ למערכת השמש. אולם מחקר חדש על התפתחות הירח כביכול מטיל ספק בקיומו.
אם אכן קיים, הירח הוא ככל הנראה עצם גדול בגודל נפטון המקיף כדור הארץ ענקי גז גדול עוד יותר. החוקרים אמרו כי המערכת הסבוכה מאמצת את ההבנה כיצד יתכן שהיא התגבשה.
ביולי 2017, מדענים הודיעו באי רצון על גילוי אפשרי של אקסומון. כוכב לכת מועמד שזוהה על ידי טלסקופ קפלר של נאס"א חשף מטבלים שופעים באור הזורם מכוכב כוכב הלכת, מה שמציע אפשרות לירח. לאחר שצייד האקסימון דייוויד קיפינג, מאוניברסיטת קולומביה בניו יורק, ביקש זמן בטלסקופ החלל האבל למעקב אחר הפעילות הלא שגרתית, גישו כלי תקשורת שונים את המחקר. זה הוביל את קיפינג ואת אלכס מורה, קולומביה, המדען הראשי בנושא הגילוי הפוטנציאלי, להודיע על אפשרות לראות את האקסון הראשון.
רנה הלר, אסטרופיסיקאי במכון מקס פלאנק בגרמניה, ניצל את ההזדמנות לנתח באופן עצמאי את נתוני קפלר. בנוסף להקניט טווח גודל לירח הפוטנציאלי, קפלר 1625 b-i, הוא גם בחן את שיטות ההיווצרות האפשריות שלו. [תגליות כוכב הלכת המסקרן ביותר משנת 2017]
"מסתבר שקפלר 1625 b-i הוא, למעשה, לא מועמד טוב לאקסימון", אמר הלר ל- Space.com במייל והצביע כי צוות המחקר המקורי אמר כי נתוני קפלר לבדם היו מעורפלים. (זו הסיבה שתכננו לבצע מעקב באמצעות טלסקופ החלל האבל.) חלק גדול מהבעיה נובע מהעובדה שכוכב האם נמצא כל כך רחוק מכדור הארץ שהוא נראה אפלולי, וכתוצאה מכך איכות נתונים ירודה, אמר הלר.
הלר אמר: "בשורה התחתונה, קפלר 1625 b-i הוא אחד המועמדים האקדמיים הטובים ביותר עד כה, אבל זה עדיין לא מועמד טוב."
"מערכת סולארית זעירה"
במערכת השמש של כדור הארץ ירחים נפוצים למדי; רק למרקורי ולנוס אין לוויינים סוערים או קפואים. בעוד שרוב ירחי מערכת השמש שלנו הם חסרי יכולת חיים כפי שאנו מכירים אותם, שלושה הם בעלי חיים פוטנציאליים. אירופה של צדק מכילה אוקיינוס נוזלי מתחת לקרום הקפוא של הירח. סביב שבתאי, הירח הקפוא אנצלאדוס מארח גם אוקיינוס, בעוד שלטיטאן המעורפל יש אגמים של מתאן ואיתן שהיו יכולים לאפשר לסוג חיים שונה מזה שעל פני כדור הארץ להיווצר. אם כן, כוכב הלכת היחיד שניתן למגורים במערכת השמש (כדור הארץ) מספרם של ירחי המערכת העשויים להתיישב במערכת.
זה יכול להיות חדשות טובות למי שמחפש חיים בירחים סביב כוכבים אחרים. אפילו אם מעט כוכבי לכת מסוגלים לארח את החיים כפי שאנו מכירים אותם, הירחים שלהם עשויים להתברר כמי שמגורים בהם, אמר הלר.
"בצד המאתגר, ירחים צפויים להיות קטנים משמעותית וקלים יותר מכוכבי הלכת שלהם", אמר הלר. "זה פשוט מה שאנחנו לומדים מהתצפיות על ירחי מערכת השמש."
מכיוון שקל יותר למצוא חפצים בעלי מסה או רדיוס גדולים יותר מרחוק, בין אם הם כוכבי לכת או ירחים, מה שמקשה על לוויינים טבעיים יותר לאתר, אמר הלר.
כאשר קפלר צוד כוכבי לכת הוא עושה זאת על ידי צפייה באור הזורם מכוכב במה שמדענים מכנים עקומת אור. (קפלר לא חקר כוכב אחד בכל פעם, אלא בדק במקום זאת אלפי כוכבים בבת אחת.) כאשר כוכב לכת נע בין כוכבו לכדור הארץ, האור של הכוכב מתעמעם, ומאפשר לחוקרים לקבוע את גודל הכוכב. חוקרים מתבוננים במעברים מרובים בכדי לקבוע כמה זמן לוקח לכוכב הלכת למסלול הכוכב שלו.
מה שהחוקרים המקוריים הבחינו באובייקט אחד, קפלר 1625 ב ', היה שהוא מכיל טבילה משנית משונה. הלר השתמש במערך הנתונים הזמין לציבור מקפלר כדי לחקור שלושה טרנזיטים של חפץ בגודל יופיטר הנע סביב הכוכב, יחד עם כמה פיתולים שיכולים להיגרם כתוצאה מירח המקיף את האובייקט.
"אם, ורק אם, ההתנודדויות הנוספות הללו באמת נובעות מהירח, אז אפשר לגזור את המסה והרדיוס של כדור הארץ וגם את הירח מהדינמיקה של מערכת ירח כוכב לכת שניתן לגזור מעיקול האור "אמר הלר.
הלר קבע שהאובייקט המסיבי יכול להיות כל דבר מכוכב לכת מאסיבי מעט יותר מסטורן עד גמד חום, כוכב כמעט לא מספיק מסיבי כדי להצית איחוי בליבה, או אפילו כוכב בעל מסה נמוכה מאוד (VLMS) שזה עשירית מסת השמש. הירח המוצע יכול לנוע בין לוויין גז המוני כדור הארץ לחבר סלע ומים ללא אטמוספירה.
הלר הגיע למסקנה כי אקסון של מסה של נפטון סביב כוכב לכת ענק או גמד חום בעל מסה נמוכה לא ישתווה עם מערכת ההיקף המוני שנמצאה בירחי מערכת השמש שלנו. בעוד שלארץ ולפלוטו שניהם ירחים גדולים בהשוואה לגדלי כוכבי הלכת, ענקי הגז של מערכת השמש הם בעלי ירחים קרובים יותר ל 0.01 עד 0.03 אחוז מגדלי כוכבי הלכת, כך עולה ממעבדת הכושר הפלנטרי באוניברסיטת פורטו ריקו.
תיאוריות קודמות ניבאו כי מערכת יחסים זו צריכה להרחיב לעולמות גדולים יותר, ונראה כאילו היא פוסלת את קיומו של האקסון הפוטנציאלי. מצד שני, מיני-נפטון סביב גמד חום בעל מסה גבוהה או VLMS יתאים יותר ליחס זה, אמר הלר. [ממה עשוי הירח?]
"אם האובייקט המעבר העיקרי הוא כוכב בעל מסה נמוכה מאוד ואם בן זוגו בגודל נפטון יתגלה כקיים, היינו רואים מערכת סולארית זעירה במסלול סביב כוכב דמוי שמש בערך מרחק כדור הארץ לשמש. . זה יהיה משהו בפני עצמו! " הלר אמר.
אפילו ללא פוטנציאל לאכסון ראוי למגורים, מערכת השמש הזעירה יכולה לעזור למדענים להבין כיצד נוצרים עולמות, אמר.
הלר אמר: "אם [האובייקט] העיקרי היה או [ננס חום] או VLMS עם בן לוויה גדול, זה היה מייצג גשר מרתק בין היווצרות כוכב לכת סביב כוכבים לבין היווצרות ירח סביב כוכבי לכת ענקיים," אמר הלר.
הלר פרסם את מחקריו בשרת ההדפסה המקדימה arXiv.
לידת ירחים
עם הערכות של הירח וכוכב הלכת - או הכוכב - בידו, החליט הלר לבדוק כיצד יכול היה הירח להיווצר.
"הירחים במערכת השמש משמשים כעקבות אחר היווצרותם של כוכבי הלכת המארחים שלהם", אמר בעיתון החדש. "אפשר לצפות אפוא שגילוי ירחים סביב כוכבי לכת חוץ-שטחיים יכול להעניק תובנות חדשותיות באופן בסיסי על היווצרותם והתפתחותם של exoplanets שלא ניתן להשיג על ידי תצפיות exoplanet בלבד."
מתוך מחשבה זו, החל הלר את שלושת המודלים השונים של היווצרות הירח במערכת השמש על האקסון הפוטנציאלי החדש.
ראשית, היה מודל ההשפעה, המתאר כיצד מדענים חושבים שהירח של כדור הארץ נוצר. כשגוף גדול הוטח בכדור הארץ לפני מיליארדי שנים, השברים שנחצבו מכוכב הלכת יצרו בן לוויה חדש. לדברי הלר, מאפיין ייחודי של מודל זה הוא יחס הגודל הגבוה של הלוויינים לכוכבי הלכת. בעוד שגודלו הגדול של הירח המוצע בהשוואה למארחו יהיה בקנה אחד עם השפעה, הוא הביע דאגה שמסת כוכב הלכת או הכוכב המארח הייתה גבוהה בהרבה מזו של כל כוכב לכת במערכת השמש של כדור הארץ.
במודל השני של היווצרות הירח הם מתפתחים מהגז והאבק שנשארו לאחר לידתו של הכוכב, וככה נהוג לחשוב שרק ירחי ענקי הגז נוצרו. יחס קנה המידה המוני ששומר על הירחים כל כך קטן מכוכבי הלכת שלהם הוא תוצאה טבעית של היווצרות ירח המתרחשת בסביבה המורעבת בגז סביב כוכב לכת מושלם, כתב הלר בעיתון. אותה מערכת יחסים הופכת את שיטת ההיווצרות הזו לבלתי סבירה, אמר.
"אם ניתן לאשר את בן הזוג סביב קפלר 1625 ב ואפשר לאמת את שני האובייקטים כאובייקטים ענקיים בגז, קשה היה להבין כיצד שני כוכבי לכת הגז האלה היו יכולים להיווצר באמצעות השפעה ענקית או על ידי הצטברות במקום. מסלוליהם הנוכחיים סביב הכוכב, "כתב הלר.
האפשרות שנותרה היא שהעולם הרחוק תפס חפץ בגודל נפטון. הירח של נפטון, טריטון, ושני הירחים המאדים, נחשבים ככאלה שנוצרו. האקסון יכול היה להיווצר במקור עם בן לוויה בגודל כדור הארץ, לפני שהוא נמשך ממנו מכוח המשיכה של החפץ הגדול יותר, אמר הלר. הוא קבע כי לכידת אובייקט מסה של נפטון על ידי קפלר 1625 ב 'אפשרית במיקום הנוכחי של הכוכב.
ועדיין, בעוד שכידוע כזה אפשרי באופן עקרוני, הלר אמר ל- Space.com כי הוא חושב שהתרחיש "מאוד לא סביר".
ולמרות שמדענים מחזיקים כיום בשלושת התרחישים השונים של היווצרות הירח לכוכבי לכת סביב השמש של כדור הארץ, זה לא אומר שלוויינים טבעיים לא יוכלו ליצור דרך אחרת, אמר הלר.
"ייתכן שמערכת זו נוצרה למעשה באמצעות מנגנון שלא ראינו במערכת השמש," אמר הלר.
הוא הציע תיאוריה חלופית, דומה לזו של היווצרות כוכבי לכת ענקיים, בה שני האובייקטים החלו את דרכם כמערכת בינארית של כוכבי לכת סלעיים. הזוג יכול היה לשאוב גז מהדיסק של חומר שנשאר, כמו התהליך בו נוצרים כוכבי לכת ענקיים, כאשר כוכב הלכת העתידי צורך יותר גז מאשר ירחו שיהיה. הוא הזהיר שמדובר בספקולציות וכי יתכן ושני העצמים אינם יציבים לאורך טווחי זמן ארוכים.
ובכל זאת, אם האקסון בגודל נפטון סביב קפלר 1625 ב 'הוא אמיתי, המערכת החדשה יכולה לספק הצצה מסקרנת ליצירת הירח מחוץ למערכת השמש, אמר הלר.
נתוני קפלר אינם המחקר היחיד הזמין. באוקטובר, Teachey ו- Kipping הסתכלו על המערכת באמצעות האבל. יש להכריז על תוצאות מהתצפיות הללו בקרוב.
עד אז, לעומת זאת, הדברים לא נראים טוב עבור האקסון הפוטנציאלי.
"הטענה יוצאת הדופן של אקסון אינה נתמכת בראיות חריגות לגביה", אמר הלר.
