באמצעות נתונים מטלסקופ החלל קפלר, קבוצה בינלאומית של אסטרונומים גילתה את המערכת הפלנטארית העתיקה הידועה ביותר בגלקסיה - מערכת בת 11 מיליארד שנה בת חמישה כוכבי לכת סלעיים שכולם קטנים מכדור הארץ. הצוות אומר כי תגלית זו מרמזת על כך שכוכבי לכת בגודל כדור הארץ התגבשו לאורך מרבית ההיסטוריה של היקום בן 13.8 מיליארד שנה, מה שהגדיל את האפשרות לקיום חיים קדומים - וחיים אינטליגנטיים שעלולים להיות מתקדמים - בגלקסיה שלנו.
ד"ר טרוויס מטקאלף אמר ד"ר טרוויס מטקאל, "העובדה שכוכבי לכת כבר התגבשו בגלקסיה לפני 11 מיליארד שנה, מעידה על כך שכוכבי לכת דמוי אדמה ראויים למגורים קיימים כבר הרבה זמן, הרבה יותר מגיל מערכת השמש שלנו. מכון מדעי חלל בכיר למחקר, שהיה חלק מהצוות שהשתמש בשיטה הייחודית לאסטרוזיסולוגיה כדי לקבוע את גיל הכוכב.
הכוכב, ששמו קפלר -444, קטן בכ -25 אחוז מהשמש שלנו ונמצא 117 שנות אור מכדור הארץ. המערכת של חמישה כוכבי לכת ידועים היא קומפקטית מאוד, וכל חמשת כוכבי הלכת מקיפים את כוכב האם בפחות מעשרה ימים, או תוך 0:08 AU, בערך חמישית מגודל מסלולו של מרקורי.
"הכוכב קריר מעט יותר מהשמש (בסביבות 5000 K לפני השטח, לעומת 5800 K)", אמר מטקאלף למגזין Space, "אך כוכבי הלכת במערכת זו עדיין צפויים להיות מוקרנים מאוד וחסרי חיים בחיים", מעט אטמוספרות.
הצוות כתב בעיתונם כי אזור המגורים של המערכת שוכן 0:47 AU מהכוכב האב, ולכן כל כוכבי הלכת סובבים היטב פנימה אל הקצה הפנימי של 'אזור גולדלוקס' של קפלר -444.
את הצוות הוביל טיאגו קמפנטה, עמית מחקר באוניברסיטת ברמינגהם בבריטניה.
כוכבי הלכת נמצאו על ידי ניתוח של ארבע שנים של נתוני קפלר, שכן לחללית היו תצפיות כמעט רצופות על קפלר -444 במהלך המשימה הפעילה של קפלר. טלסקופ החלל ביצע מדידות מדויקות של שינויים בהירות בכוכבים בשדה הראייה שלו. ישנם שינויים זעירים בבהירות כאשר כוכבי לכת עוברים מול הכוכבים שלהם.
אותות מעבר הצביעו על חמישה כוכבי לכת המקיפים את קפלר 444, למרות שלכוכב זה יש בן לוויה בינארי, גמד M, וזה היה תהליך מייגע להקניט את כל הנתונים כדי לקבוע מהם כוכבי הלכת ולא כוכבים אחרים, כמו גם איזה כוכב כוכבי הלכת הסתובבו.
מטקאלף אמר שתפקיד "אימות" של כוכבי הלכת על ידי שלילת כל התרחישים האפשריים ה"חיוביים השקריים "האחרים הוא תמיד אתגר גדול עבור יעדי קפלר.
אבל אסטרוזיסולוגיה שימשה למדידה ישירה של הגיל המדויק של הכוכב. אסטרוזיסולוגיה, או סייסמולוגיה מהממים, בעיקרון מקשיב לכוכב על ידי מדידת גלי קול. גלי הקול נודעים אל הכוכב ומחזירים מידע אל פני השטח. הגלים גורמים לתנודות שקפלר מבחין בהן כהבהוב מהיר בהירות הכוכב.
איך זה יכול לעזור לקבוע את גיל הכוכב?
"ככל שכוכב מתבגר, הוא ממיר מימן להליום בליבה", אמר מטקאלף באמצעות הדוא"ל. "זה משנה את הצפיפות הממוצעת של הכוכב לאורך זמן. אסטרוזיסולוגיה מספקת מדד מאוד מדויק של הצפיפות הממוצעת (מהמרווח הרגיל של תדרי התנודה האישיים)."
מטקאלף אמר כי במקרה זה אי הוודאות לגבי גיל הכוכב (ובכך כוכבי הלכת, שהתגבשו למעשה באותו זמן) היא 9% בלבד, לעומת אי ודאות אופיינית של 30-50% משיטות אחרות המבוססות על סיבוב (גירוקרונולוגיה) או תכונות אחרות של הכוכב.
הצוות גם ציין בעיתונם כי ממצא זה עשוי לעזור גם להצביע על תחילתו של עידן התהוות הכוכב.
"אני חושב שלמערכת הזו יש הרבה מה ללמד אותנו על היווצרות כוכבי לכת והתפתחות ארוכת טווח של מערכות פלנטאריות", אמרה דארין ראגוצין, פרופסור במכון הטכנולוגי בפלורידה וחבר צוות צוות הגילוי, המתמחה במעבר רב. מערכות. "עם גיל 11.2 מיליארד שנה, פירוש הדבר שמערכת זו נוצרה בסמוך לתחילת עידן היקום."
הצוות כתב כי ממצא זה מרמז על כך שכוכבי לכת קטנים, בגודל כדור הארץ, עשויים להיווצר בקלות בתקופות מוקדמות בתולדות היקום, אפילו כאשר מתכות היו נדירות יותר.
"עם התהוותה של כדור הארץ, הכוכב הזה והמערכת הפלנטרית שלו כבר היו מבוגרים מכפי שהכוכב שלנו כיום", אמר ראגוזין למגזין Space. "אנחנו לא יודעים בוודאות אם המערכת הזו נשארה זהה כל הזמן, אבל מדהים לחשוב שהכוכב הפנימי הקטן הסתובב בכוכב בערך טריליון פעמים!"
למידע נוסף על אסטרוזיסולוגיה, עיין באתר בשם פרויקט הכחול הכחול. מטקאלף השיקה ארגון ללא מטרות רווח שיסייע בגיוס כספי מחקר לקונסורציום המדע האסטרוזיסמי של קפלר. פרויקט הנקודה הכחולה בהירה מאפשר לאנשים לאמץ כוכב שיתמוך באסטרוזיסולוגיה, מכיוון שאין מימון של נאס"א לאסטרוזיסולוגיה.
"הרבה מהמומחיות לכך קיימת באירופה ולא בארה"ב, כך שכמדינת חיסכון בעלויות נאס"א מיקרה מיקור חוץ למחקר הספציפי הזה למשימת קפלר", אמר מטקאלף, "ונאס"א לא יכולה לממן חוקרים במדינות אחרות."
מטקאלף הוסיף כי התוכנית "אימץ כוכב" תמכה בניתוח האסטרוזיסיזם של קפלר -444, "קביעת הגיל המדויק שהופך את המערכת הפלנטארית העתיקה הזו למעניינת כל כך ... מימון פרטי זה של אזרחים ברחבי העולם היה משאב לא יסולא בפז להקל על המחקר שלנו ותדלק תגליות מדהימות כמו זו. "
אתה יכול לעזור במחקר זה על ידי אימוץ אחד מכוכבי קפלר או מערכות פלנטאריות.
מחקר זה פורסם היום בכתב העת Astrophysical.
המאמר של הצוות נקרא "מערכת עתיקת קוטב עתיקה עם חמישה כוכבי לכת בגודל תת-כדור הארץ."
