מהו כוכב לכת?

Send

ההבנה של האנושות את מה שמרכיב כוכב לכת השתנתה עם הזמן. בעוד שמאגי ומלומדינו הבולטים ביותר האמינו פעם שהעולם הוא דיסק שטוח (או זיגגוראט, או קוביה), הם למדו בהדרגה שהוא למעשה כדורית. ועד העת המודרנית, הם הבינו שכדור הארץ היה בסך הכל אחד מכמה כוכבי לכת ביקום הידוע.

ובכל זאת, התפיסות שלנו לגבי המהווה פלנטה עדיין מתפתחות. במילים פשוטות, ההגדרה שלנו של כדור הארץ הייתה היסטורית תלויה במסגרת ההתייחסות שלנו. בנוסף לגלות כוכבי לכת חוץ-סולאריים שדחפו את גבולות מה שנחשב לנו כנורמלי, אסטרונומים גילו גם גופים חדשים בחצר האחורית שלנו, שאילצו אותנו להמציא תוכניות סיווג חדשות.

תולדות המונח:

לפילוסופים ומלומדים קדומים, כוכבי הלכת הסולריים ייצגו משהו שונה לחלוטין ממה שהם עושים כיום. ללא עזרת הטלסקופים נראו כוכבי הלכת כמו כוכבים בהירים במיוחד שנעו יחסית לכוכבי הרקע. התיעודים המוקדמים ביותר על תנועות הכוכבים הידועים מתוארכים לאלף השני לפנה"ס, שם הניחו אסטרונומים בבלים את הקרקע לאסטרונומיה המערבית ולאסטרולוגיה.

אלה כוללים את לוח הוונוס של אממיסדוקה, אשר קיטלג את תנועותיו של ונוס. בינתיים, טבליות לוח המאה-אייפין של המאה ה- 7 לפני הספירה פרשו את תנועות השמש, הירח והכוכבי הלכת הידועים אז במהלך השנה (מרקורי, ונוס, מאדים, צדק ושבתאי). טבליות Enuma anu enilil, שתוארכו גם הן למאה ה- 7 לפני הספירה, היו אוסף של כל האומנים שהוקצו לתופעות שמימיות ותנועות כוכבי הלכת.

בעת העתיקה הקלאסית, אסטרונומים אימצו מושג חדש של כוכבי לכת כגופים שמקיפים את כדור הארץ. בעוד שחלקם דגלו במערכת הליוצנטרית - כמו אסטרונום מהמאה ה -3 לפנה"ס אריסטארכוס מסאמוס ואסטרונום מהמאה הראשונה לפנה"ס סלאוקוס מסלוסיה - המבט הגאוצנטרי של היקום נותר זה המקובל ביותר. אסטרונומים החלו גם ליצור מודלים מתמטיים כדי לחזות את תנועותיהם במהלך תקופה זו.

זה הגיע לשיאו במאה השנייה לספירה עם פרסום הפרסום של תלמי (קלודיוס תלמיאוס) אלמגסט, שהפך לקאנון האסטרונומי והאסטרולוגי באירופה ובמזרח התיכון במשך למעלה מאלף שנים. בתוך מערכת זו, כוכבי הלכת והגופים הידועים (אפילו השמש) סובבו כולם סביב כדור הארץ. במאות שלאחר מכן, אסטרונומים הודים ואיסלאמיים הוסיפו למערכת זו בהתבסס על תצפיותיהם על השמיים.

בזמן המהפכה המדעית (המאות ה 15 - 18 לערך), הגדרת הכוכב החלה להשתנות שוב. בזכות ניקולאוס קופרניקוס, גלילאו גליליי, ויוהנס קפלר, שהציעו וקידמו את המודל ההליוצנטרי של מערכת השמש, כוכבי לכת הפכו להיות מוגדרים כאובייקטים שמקיפים את השמש ולא את כדור הארץ. המצאת הטלסקופ הובילה גם להבנה משופרת של כוכבי הלכת, והדמיון ביניהם עם כדור הארץ.

בין המאות ה -18 וה -20 התגלו אינספור חפצים, ירחים וכוכבי לכת חדשים. זה כלל סרס, וסטה, פאלאס (וחגורת האסטרואידים הראשית), כוכבי הלכת אורנוס ונפטון, וירחי מאדים וענקי הגז. ואז בשנת 1930, פלוטו התגלה על ידי קלייד טומבה, שהוגדר ככוכב הלכת ה -9 של מערכת השמש.

לאורך כל תקופה זו לא הייתה שום הגדרה רשמית של כוכב לכת. אולם התקיימה מוסכמה מקובלת בה נהג כוכב לכת לתאר כל גוף "גדול" שהקיף את השמש. זה, והמוסכמה של מערכת סולארית בת תשעה-כוכב לכת, תישאר על כנה עד המאה ה -21. בשלב זה, תגליות רבות בתוך מערכת השמש ומחוצה לה יובילו לדרישות לאמץ הגדרה רשמית.

קבוצת עבודה על כוכבי לכת חיצוניים:

בעוד שאסטרונומים טענו זה מכבר כי למערכות כוכבים אחרות תהיה מערכת פלנטות משלהן, הגילוי הראשון שדווח על כוכב לכת מחוץ למערכת השמש (המכונה כוכב לכת או אקסופלאט חיצוני) לא התרחש עד 1992. בשלב זה שני אסטרונומים רדיו בעבודה במצפה הכוכבים Arecibo (אלכסנדר וולשצ'אן ודייל פריי) הודיעו על גילוי של שני כוכבי לכת המקיפים את פולסאר PSR 1257 + 12.

הגילוי המאושר הראשון התרחש בשנת 1995, אז הודיעו אסטרונומים מאוניברסיטת ז'נבה (ראש העיר מישל ודידייה קלוז) על גילוי 51 פגאסי. בין אמצע שנות ה -90 לפריסת טלסקופ החלל קפלר בשנת 2009, רוב כוכבי הלכת החוץ-קוטביים היו ענקי גז שהיו דומים בגודלם ובמסתם לצדק או גדולים יותר באופן משמעותי (כלומר, "סופר-צדקנים").

תגליות חדשות אלה הובילו את האיחוד האסטרונומי הבינלאומי (IAU) ליצור את קבוצת העבודה של כוכבי לכת חוץ-קוטביים (WGESP) בשנת 1999. המטרה המוצהרת של ה- WGESP הייתה "לשמש נקודת מוקד למחקר בינלאומי על כוכבי לכת חוץ-רחביים." כתוצאה ממחקר מתמשך זה, וגילוי גופים רבים מחוץ לשמש, נעשו ניסיונות להבהיר את המינוח.

החל מפברואר 2003 WGESP ציין כי הוא שינה את עמדתו ואימץ את "ההגדרה העובדת" הבאה של כוכב לכת:

1) חפצים עם מסות אמיתיות מתחת למסה המגבילה לאיחוי תרמי-גרעיני של דאוטריום (המחושב כיום כ- 13 מסות יופיטר לחפצים ממתכת סולארית) שהמסלול הכוכב או השרידים הכוכבים הם "כוכבי לכת" (לא משנה איך הם נוצרו). המסה / הגודל המינימליים הנדרשים כדי שאובייקט חיצוני ייחשב ככוכב לכת צריך להיות זהה לזה שמשמש במערכת השמש שלנו.
2) אובייקטים תת-כוכבים עם מסות אמיתיות מעל המסה המגבילת לאיחוי תרמי גרעיני של deuterium הם "גמדים חומים", לא משנה איך הם נוצרו ולא היכן הם נמצאים.
3) חפצים צפים חופשיים באשכולות כוכבים צעירים עם המונים מתחת למסה המגבילת לאיחוי תרמי גרעיני של deuterium אינם "כוכבי לכת", אלא הם "גמדים חומים תת-קרקעיים" (או כל שם מתאים ביותר).

החל מה 22- בינואר, 2017, אושרו למעלה מ- 2000 תגליות של אקסופלאנט, כאשר 3,565 מועמדים לאקספלנט נמצאו ב- 2,675 מערכות פלנטאריות (כולל 602 מערכות פלנטאריות מרובות).

החלטת IAU 2006:

במהלך תחילת אמצע שנות האלפיים התגלו מספר רב של גילויים בחגורת קויפר שעודדו את הדיון בכוכב הלכת. זה התחיל בגילויו של סדנה בשנת 2003 על ידי צוות אסטרונומים (מייקל בראון, צ'אד טרוחיו ודוד רבינוביץ) שעבדו במצפה הכוכבים פאלומר בסן דייגו. תצפיות מתמשכות אישרו שהוא היה בקוטר של כ -1000 ק"מ, וגדול מספיק כדי לעבור שיווי משקל הידרוסטטי.

לאחר מכן התגלה גילויו של אריס - חפץ גדול עוד יותר (בקוטר של יותר מ -2000 ק"מ) - בשנת 2005, שוב על ידי צוות המורכב מבראון, טרוחיו ורבינוביץ. לאחר מכן התגלה גילוי מקמייק באותו היום, והאומאה מספר ימים לאחר מכן. תגליות אחרות שנעשו בתקופה זו כוללות את Quaoar בשנת 2002, Orcus בשנת 2004 ו- 2007 OR10 בשנת 2007.

גילוי כמה חפצים מעבר למסלולו של פלוטו שהיו גדולים מספיק בכדי להיות כדוריים הוביל למאמצים מטעם IAU לאמץ הגדרה רשמית של כוכב לכת. עד אוקטובר 2005, קבוצה של 19 חברי IAU צמצמה את בחירותיהם לרשימה קצרה הכוללת שלושה מאפיינים. אלה כללו:

כוכב לכת הוא כל חפץ במסלול סביב השמש בקוטר העולה על 2000 ק"מ. (אחד עשר קולות בעד)
כוכב לכת הוא כל חפץ במסלול סביב השמש שצורתו יציבה בשל כוח המשיכה שלו. (שמונה קולות בעד)
כוכב לכת הוא כל חפץ במסלול סביב השמש הדומיננטי בשכונה הקרובה. (שישה קולות בעד)

לאחר שלא הצליחה להגיע לקונצנזוס, הוועדה החליטה להציב את שלוש ההגדרות הללו להצבעה רחבה יותר. זה התרחש באוגוסט 2006 בכינוס האסיפה הכללי של ה- IAU בפראג. ב- 24 באוגוסט הועלה הנושא להצעת טיוטה סופית, שהביאה לאימוץ תוכנית סיווג חדשה שנועדה להבדיל בין כוכבי לכת לגופים קטנים יותר. אלה כללו:

(1) "כוכב לכת" הוא גוף שמימי ש (א) נמצא במסלול סביב השמש, (ב) יש מסה מספקת בכבידה העצמית כדי להתגבר על כוחות גוף נוקשים כך שהוא מקבל צורה שיווי משקל הידרוסטטית (כמעט עגולה) , ו (ג) פינה את השכונה סביב מסלולו.
(2) "כוכב לכת ננסי" הוא גוף שמימי ש (א) נמצא במסלול סביב השמש, (ב) יש מסה מספקת לכובד העצמי שלו כדי להתגבר על כוחות גוף נוקשים כך שהוא מניח שיווי משקל הידרוסטטי (כמעט עגול) צורה, (ג) לא פינה את השכונה סביב מסלולו, ו (ד) אינה לוויין.
(3) כל שאר האובייקטים, למעט לוויינים, המקיפים את השמש יכונו באופן קולקטיבי "גופי מערכת סולאריים קטנים".

בהתאם להחלטה זו, IAU ייעדו את פלוטו, אריס וסרס לקטגוריה של "כוכב לכת ננסי", בעוד שאובייקטים טרנס-נפטוניים (TNO) נותרו אז לא מוכרזים. תכנית סיווג חדשה זו הולידה מחלוקת רבה וכמה זעקות מהקהילה האסטרונומית, שרבים מהם תיגרו את הקריטריונים כמעורפלים וניתנים לוויכוח ביישומם.

למשל, רבים מאתגרים את הרעיון של כוכב לכת לפנות את שכונתו, תוך שהם מצטטים את קיומם של חפצים בקרבת כדור הארץ (NEOs), אסטרואידים טרויאניים של צדק, ומקרים אחרים שבהם כוכבי לכת גדולים חולקים את מסלולם עם חפצים אחרים. עם זאת, נגד אלה טענה הטענה כי גופים גדולים אלה אינם חולקים את מסלוליהם עם חפצים קטנים יותר, אלא שולטים בהם ומובילים אותם במסלוליהם.

נקודת דבק נוספת הייתה סוגיית שיווי המשקל ההידרוסטטי, והיא הנקודה בה יש לכוכב לכת מסה מספקת שהוא יקרוס תחת כוח הכובד שלו ויהפוך לכדורית. הנקודה בה זה מתרחש נותרה מחשבה לא ברורה לחלוטין, ואילו חלק מהאסטרונומים קוראים תיגר על כך שהיא נכללת כקריטריון.

בנוסף, ישנם אסטרונומים הטוענים כי הקריטריונים החדשים שאומצו זה רק שימושי ככל שמדובר בכוכבי לכת סולאריים. אך כפי שהוכיח מחקר מחוצה לו, כוכבי לכת במערכות כוכב כוכבים אחרות יכולות להיות שונות באופן משמעותי. בפרט, גילוים של מספר רב של "סופר צדקנים" ו"סופר אדמות "בלבל את התפיסות המקובלות לגבי מה שנחשב לנורמלי עבור מערכת פלנטרית.

ביוני 2008 הודיעה הוועד המנהל של IAU על הקמת תת-משנה של כוכבי לכת ננסים בתקווה להבהיר את ההגדרות עוד יותר. המורכבים מה- TNO שהתגלו לאחרונה, הם ייסדו את המונח "פלוטוידים", שיכלול מכאן ואילך את פלוטו, אריס וכל כוכבי לכת ננסים טרומיים-נפטוניים אחרים (אך לא הוציאו את סרס). עם הזמן התווספו הרשימה Haumea, Makemake ו- TNOs אחרים.

למרות המאמצים והשינויים הללו במינוף, עבור רבים הנושא נותר רחוק מלהיפתר. מה שכן, קיומו האפשרי של כוכב לכת 9 במערכת השמש החיצונית הוסיף משקל רב יותר לדיון. וככל שהמחקר שלנו על Exoplanets נמשך - ומשימה בלתי מבוימת (ואפילו צוותית) מבוצעת למערכות כוכבים אחרות - אנו יכולים לצפות שהדיון ייכנס לשלב חדש לגמרי!

כתבנו מאמרים מעניינים רבים על כוכבי הלכת כאן במגזין החלל. הנה כמה כוכבי לכת יש במערכת השמש ?, מהם כוכבי הלכת של מערכת השמש, כוכבי הלכת של מערכת השמש שלנו בסדר גודל, מדוע פלוטו אינו כוכב לכת ארוך יותר, הראיות ממשיכות להתקיים לכוכב התשיעי, ומה הם כוכבי לכת חוץ-קוטביים ?.

למידע נוסף, עיין במאמר זה של סיינטיפיק אמריקן, מה זה כוכב לכת, וארכיון הווידיאו של IAU.

לאסטרונומיה קאסט יש פרק על משבר הזהות הפלנטרית של פלוטו.

מקורות: