המספר הנוכחי של Exoplanet - מספר כוכבי הלכת אסטרונומים מצאו כי הם סובבים סביב כוכבים אחרים - עומד על 312. זה הרבה כוכבי לכת. אבל זה עשוי לעזור אם נדע בדיוק היכן לחפש. מחקרים חדשים המשתמשים בסימולציות מחשב-על של דיסקים מאובקים סביב כוכבים דמויי שמש מראים שכוכבי לכת כמעט קטנים כמו מאדים יכולים ליצור דפוסים באבק שהטלסקופים העתידיים יוכלו לזהות. המחקר מצביע על שדרה חדשה בחיפוש אחר כוכבי לכת ראויים למגורים. "יכול להימשך זמן מה עד שנוכל לתאר ישירות כוכבי לכת דמויי אדמה סביב כוכבים אחרים, אך לפני כן נוכל לגלות את הטבעות המקושטות והיפות שהם חותכות באבק בין-כוכבי", אומר כריסטופר סטארק, חוקר המחקר. באוניברסיטת מרילנד, קולג 'פארק.
בעבודה עם מארק קוצ'נר במרכז הטיסה לחלל גודארד בארה"ב של נאס"א בגרינבלט, ד''ר, דגם סטארק כיצד 25,000 חלקיקי אבק הגיבו לנוכחותו של כוכב לכת יחיד - החל ממסת המאדים לחמש פעמים כדור הארץ - סביב מסלול כוכב שמש. המדענים השתמשו במחשב העל Thunderhead של נאס"א בגודארד, וריצו 120 הדמיות שונות המגוונות את גודלם של חלקיקי האבק ואת המסה והמרחק של כדור הארץ.
"הדגמים שלנו משתמשים בכמות של פי עשרה חלקיקים כמו הדמיות קודמות. זה מאפשר לנו ללמוד את הניגודיות והצורות של מבני הטבעת, "מוסיף קוכנר. מנתונים אלה מיפו החוקרים את הצפיפות, הבהירות וחתימת החום הנובעים מכל קבוצת פרמטרים.
סטארק מוסיף כי "לא מוערך מאוד שמערכות פלנטאריות - כולל שלנו - מכילות הרבה אבק". "אנחנו הולכים לשים את האבק הזה בשבילנו."
חלק גדול מהאבק במערכת השמש שלנו נוצר פנימה אל מסלולו של צדק, כאשר שביטים מתפוררים ליד השמש ואסטרואידים בכל הגדלים מתנגשים. האבק משקף אור שמש ולעיתים ניתן לראות בו זוהר בשמים בצורת טריז - המכונה אור גלגל המזלות - לפני הזריחה או לאחר השקיעה.
דגמי המחשב מראים את תגובת האבק לכוח המשיכה וכוחות אחרים, כולל אור הכוכב. אור הכוכב מפעיל גרירה קלה על חלקיקים קטנים הגורם להם לאבד אנרגיה מסלולית ולהיסחף קרוב יותר לכוכב.
"החלקיקים מסתחררים פנימה ואז נלכדים באופן זמני בתהודה עם הכוכב", מסביר קוצ'נר. תהודה מתרחשת בכל פעם שתקופת המסלול של החלקיק היא יחס מספר קטן - כמו שני שלישים או חמש וששיים - מכוכב הלכת.
לדוגמה, אם חלקיק אבק יוצר שלוש מסלולי סביב כוכבו בכל פעם שהפלנטה משלים אחד, החלקיק יחזור שוב ושוב על משיכה כבידה נוספת באותה נקודה במסלולו. במשך זמן מה, דחיפה נוספת זו יכולה לקזז את כוח הגרר מאור הכוכבים והאבק יכול להתיישב במבנים דמויי טבעת עדינים.
"החלקיקים מסתחררים לכיוון הכוכב, נלכדים בתהודה אחת, נופלים ממנה, מסתחררים עוד קצת, נלכדים בתהודה אחרת וכן הלאה," אומר קוכנר. ההתחשבנות במשחק הגומלין המורכב של עשרות אלפי חלקיקים דרשה כוח סוס מתמטי של מחשב-על.
חלק מהמדענים מציינים כי נוכחות של כמויות גדולות של אבק עלולה להוות מכשול להדמיה ישירה של כוכבי לכת דמויי אדמה. משימות חלל עתידיות - כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב של נאס"א, שנמצא כעת בבנייה ומתוכנן לשיגור בשנת 2013, והמציא את כדור הארץ הארצי המוצע - ילמדו כוכבים סמוכים עם דיסקים מאובקים. הדגמים שיצרו סטארק וקוצ'נר נותנים לאסטרונומים תצוגה מקדימה של מבני אבק המסמנים נוכחות של עולמות נסתרים אחרת.
סטארק אומר "הקטלוג שלנו יעזור לאחרים להסיק את המסה והמרחק האורבניים של כוכב הלכת, כמו גם את גודל החלקיקים השולט בטבעות."
סטארק וקוצ'נר פרסמו את תוצאותיהם בגיליון 10 באוקטובר של כתב העת The Astrophysical. סטארק הפך את האטלס שלו של הדמיות אבק לשעבר-גלגל המזלות זמין ברשת.
מקור: מרכז טיסת החלל גודארד
