מערכת השמש שלנו היא מוזרה.

כן, יש עולמות מוזרים בחוץ:ירחים השוכנים באוקיינוסים, אכדור מדברשפעם היה מלא מים, וכמובן, כוכב לכתשופע חיים מוזרים ומחוששים. עם זאת, השכונה הקוסמית שלנו היא גם יוצאת דופן עבורמה שאין בו.

זהו תור זהב בגילוי עולמות מעבר למערכת השמש שלנו, הנקראכוכבי לכת.נאס"אאישר יותר מ-5,000 מכוכבי הלכת הללו. בין הנפוצים ביותר הוא מעמד של עולמות המכונה "על-כדור הארץ". הם עולמות הנעים בין כ-30 ל-70 אחוז גדולים מכדור הארץ. הם יכולים להיות סלעיים (כמו כדור הארץ) או מורכבים ברובם מגזים עבים ומתערבלים. או שניהם. כשליש מכוכבי הלכת שהתגלו עד כה הם סופר-כדור הארץ, כלומר הם נפוצים מאוד במערכות שמש אחרות.

המתמטיקה האחורית של המעטפה משכנעת. סביר להניח שיש מעל אטריליון כוכבי לכת אקסופלנטיםאצלנוגלקסיית שביל החלבלְבַד. אז ככל שידוע לנו, היקום חייב להיות שופע כדורי-על - וייתכן שחלקם ראויים למגורים, כלומר הם מכילים תנאים שיכולים לקיים חיים, אם הם קיימים שם.

"הם אכן כוכבי לכת מרגשים מאוד", אמר ל-Mashable רניו הו, חוקר כוכבי לכת אקסו-פלנטים במעבדה להנעת סילון של נאס"א.

בשנת 2022, למשל,נאס"א הכריזה על גילוי כוכב הלכת LP 890-9 c. זה בודק הרבה תיבות עבור פוטנציאל למגורים. הוא סלעי, גדול בכ-40% מכדור הארץ, ומסתובב ב"אזור המגורים" של מערכת השמש שלו, כלומר אזור שבו יכולים להתקיים מים נוזליים, אם כי ייתכן שהוא עולם קריר יותר מכדור הארץ. אבל איך זה שם נשאר ברובו חמקמק.

מה יש באווירה שלו? האם כל כדור הארץ הוא באמת כמו כדור הארץ? "אנחנו לא יודעים הרבה על כדור הארץ, כי אין לנו כזה במערכת השמש שלנו", אמר ל-Mashable כריס אימפיי, פרופסור לאסטרונומיה באוניברסיטת אריזונה.

כדור-על נוסף שהתגלה בשנת 2022 עשוימכילים אוקיינוס ​​בגודל פי כמה מזה של כדור הארץ. למרבה המזל, גם טלסקופי ענק חדשים וגם עתידיים יאפשרו למדענים להציץ אל האטמוספרות של העולמות הרחוקים והמסתוריים הללו.

חושפים סופר-כדורי אדמה מסתוריים

קשה למצוא עולמות חדשים. טלסקופים מיוחדים כמו טלסקופ החלל TESS של נאס"א חייבים לבהות בכוכבים ולחפש שינויים זעירים בבהירות שלהם. עמעום כוכב עשוי לגרום לכך שכוכב לכת עבר מול הכוכב, מה שעלול להוביל לגילוי עולם חדש. ל-TESS ישמצאו למעלה מ-240 כוכבי לכת מאושרים עד כה, יחד עם אלפי מועמדים נוספים.

ברגע שמתגלים כוכבי לכת, אסטרונומים יכולים להסתכל עמוק יותר. היום, הטלסקופ החלל ג'יימס ווב, טלסקופ החלל החזק ביותר שנפרס אי פעם, מצויד במכשירים שיכוליםלזהות ממה מורכבות האטמוספרות של כוכבי לכת. כדור הארץ, למשל, מכיל שפע של חנקן וחמצן, יחד עם כמויות עקבות של גזים כמו פחמן דו חמצני (אם כי לפחמן דו חמצני זה יש השפעה מכרעת על האקלים).

אבל אפילו כוכב הלכת הקרוב ביותר נמצא טריליוני קילומטרים משם. איך טלסקופ יכול להסיק מה קורה על כדור-על כל כך רחוק? שוב, אסטרונומים מסתמכים על אור כוכבים. כאשר כוכב לכת עובר מול כוכב, האור עובר דרך האטמוספירה של כוכב הלכת החיצוני, דרכומֶרחָב, ובסופו של דבר למכשירים הנקראים ספקטרוגרפים על סיפון טלסקופ ווב. הם בעצם פריזמות היי-טק, שמפרידות את האור לקשת של צבעים. הנה הטריק הגדול: מולקולות מסוימות באטמוספירה סופגות סוגים ספציפיים, או צבעים, של אור. אז אם הצבע הזה לא מופיע בספקטרום הצבעים שנצפה על ידי ספקטרוגרף Webb, זה אומר שהוא נספג (או "נצרך" על ידי) האטמוספירה של כוכב הלכת החיצוני. במילים אחרות, האלמנט הזה קיים בשמי כוכב הלכת הזה.

אסטרונומיםרוצה להצביע על וובבסופר-אדמה שנדון לעיל, LP 890-9 ג. יש בו הבטחה להיות עולם ראוי למגורים.

חשוב לציין, ווב יקבל עזרה נחוצה מאוד בחיפוש אחר כוכבי לכת בהמשך העשור הזה. יש לציין, השם המתאים "טלסקופ גדול במיוחד"נבנה במדבר צ'יליאני החשוך מאוד יאסוף אור העובר גם באטמוספרות של כוכבי לכת. המראה העיקרית שלו היאמעל 127 רגל רוחב, מה שמאפשר למכשיר אפילו לצלם כמה כוכבי לכת חיצוניים. "ה-ELT תחולל מהפכה בחקר כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו",כותב מצפה הכוכבים הדרומי האירופי, שיתוף הפעולה האסטרונומי של אירופה בחצי הכדור הדרומי.

למרות שעוד נלמד על כדור הארץ בעשורים הקרובים, הרבה יישארו חמקמקים. אנחנו מוגבלים מטבענו על ידי הכתובת שלנו בקוסמוס. טלסקופ ווב, למשל, יכול לראות רק אטמוספרות של כוכבי לכת שהוא יכול לראות עוברים מול הכוכבים שלהם. ווב צריך את הזווית המושלמת כדי לראות את זה קורה, אבל הטלסקופים שלנו לא נמצאים לעתים קרובות בזווית הנכונה. למעבר של כוכב לכת טיפוסי סביב הסוג הנפוץ ביותר של כוכבים בגלקסיה שלנו (הנקרא גמד אדום) יש רק סיכוי של שני אחוזים להיות ניתנים לזיהוי, הסביר ראווי קומאר קופפארפו, חוקר כוכבי לכת בחיק הטבע במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א.

כוכב הלכת הקרוב אלינו ביותר, פרוקסימה קנטאורי b, הוא כדור-על שהתגלה בשנת 2016. קיומו ידוע מ-מזהה את התנודות הקלות של הכוכב שלו, אשר נגרמות על ידי משיכות ומשיכות של Proxima Centauri b. אבל אף אחד מהטלסקופים הנוכחיים שלנו אינו ממוקם כדי ללכוד אור מהאטמוספירה שלו. רוב כדור הארץ נותר מסתורי עבורנו, למרות שהוא קרוב מאוד, מבחינה קוסמית.

"אנחנו לא יכולים לדעת הרבה על זה עד שיש לנו טלסקופים חזקים יותר", אמר קופפארפו ל-Mashable.

חיים על עולמות ראויים למגורים?

האם ייתכן שכמה כדור הארץ באמת ניתנים למגורים, כלומר החיים יכולים לשכון שם? "זו אחת השאלות הבסיסיות שאנחנו רוצים לדעת", אמר קופפארפו.

אבל אם כדור-על אכן ראוי למגורים, זה לא אומר שיש שם חיים. לא כמעט. "כוכב למגורים יכול להיות ראוי למגורים אבל לא מיושב", הדגיש קופפארפו.

אימפיי, מאוניברסיטת אריזונה, חושדת שיש לא מעט כדורי-על הניתנים למגורים. מַדוּעַ? יש להם מסות גדולות מכדור הארץ, מה שנותן להם סיכויים טובים יותר להחזיק באטמוספירה עבה שמגינה עליהם מקרינה מזיקה וקרני UV, הוא ציין. סופר-כדור הארץ עשוי גם להחזיק בשפע של מים. "מים אינם מרכיב נדיר בקוסמוס", הוסיפה אימפיי.

הו של נאס"א מתעניין במיוחד בסופר-כדור הארץ שהם "קרים". זה לא אומר שהם כדורי שלג. זה אומר שהם לא נצרבים ממסלולים קרובים סביב הכוכב שלהם (הרבה כוכבי לכת חיצוניים מתגלים קרוב לכוכבים שלהם, כמוTRAPPIST-1b, שעשוי להיות סלעי, אבל מקיף את הכוכב שלו תוך 1.5 ימים בלבד). "ישנם זוג שסביר להניח שיש להם טמפרטורות פני השטח הדומות לכדור הארץ", אמר הו. "הם מציעים לנו את התנאים הפיזיים הנכונים לחיפוש אחר פוטנציאל למגורים."

לעומת זאת, ייתכן שיש כוכבי לכת מסוימיםאטמוספרות קיטור, הסביר קופפארפו. אקלימים נוראיים יכלו לאדות את המים האלה מעל פני השטח. עולם כזה הוא אמנם חם, אבל אולי החיים יכולים לשכון באזורים מסוימים, או מקומות תת-קרקעיים, על פני השטח הסלעיים של הפלנטה או במשטחו. אחרי הכל, החיים על פני כדור הארץ משגשגים בסביבות לוהטות סביב פתחי אוורור וולקניים תת-מימיים, ובהבריכות התרמיות של הפארק הלאומי ילוסטון.

למעשה, זיהוי החיים בסופר-אדמה רחוקה, הוא סיפור שונה, מאתגר מאוד. אכן, אנו יכולים לנסוע למקומות נידחים על פני כדור הארץ ולמצוא חיים משגשגים במקומות קיצוניים, כגוןאורגניזמים השוכנים עמוק מתחת לקרח האנטארקטי. "אבל עבור כוכבי לכת חיצוניים אנחנו לא יכולים לעשות את זה," אמר קופפארפו.

ממרחק של טריליוני וטריליוני קילומטרים (הרבה שנות אור), שפע של ראיות חייבות להתאחד כדי לתמוך בכל קביעה שסופר-כדור הארץכנראה מכיל חיים. ההקשר הוא המפתח, הסביר קופפארפו. האם כדור הארץ חשוף לקרינה מסוכנת? האם יש מספיק נתונים, מטלסקופים, כדי ליצור הדמיית מחשב של הסביבה של כדור הארץ? האם יש דרכים חלופיות, מעבר לחיים, להסביר כיצד ניתן היה לייצר גזים מסוימים, כמו מתאן?

"אנחנו צריכים להיות ממש זהירים", הדגיש קופפארפו. "הטבע יכול לרמות אותנו בדרכים רבות ושונות."

אפילו על הפלנטה הקרובה ביותר לכדור הארץ,וֵנוּס, התנהל בשנים האחרונות ויכוח מדעי ער בשאלה האם כמויות קטנות של גז, פוספין, יכולות להיות רמז לחיים באטמוספירה של נוגה. ואז בשנת 2021, אסטרונומיםהגיע למסקנה שהגז כנראה לא קיים אפילו על נוגה. ההוכחה לחיים מחוץ לכדור הארץ היא מכירה קשה, אפילו במערכת השמש שלנו.

בחיפוש אחר יכולת מגורים על כדורי-על, אסטרונומים עשויים בסופו של דבר לגלות שמעטים דומים למעשה לכדור הארץ. אולי הם נשלטים על ידי גזים שונים, או שאין להם אדמות סלעיות בולטות מהאוקיינוסים. והאם זה יהיה דבר כל כך רע?

"אני אתאכזב אם הם יהיו דמויי כדור הארץ", אמר קופפארפו. "אנחנו רוצים לחקור עולמות חדשים ומוזרים."