טלסקופ ג'יימס וב מזהה סימנים לאטמוספירה דמוית כדור הארץ סביב כוכב הלכת המתאים ביותר לחיפוש חיים

תצפיות של טלסקופ החלל ג'יימס וב (JWST) חשפו רמזים מרגשים לאטמוספירה דמוית כדור הארץ על כוכב לכת המקיף כוכב קרוב יחסית. סביר להניח שכוכב הלכת קריר יותר מכדור הארץ, אך עדיין חם יותר ממאדים ואולי מתאים לחיים.

כוכב הלכת LHS 1140b גורם להתרגשות מאז התגלה ב-2017, לאחר שזכה לכינוי "המקום הטוב ביותר לחפש בו חיים מעבר למערכת השמש". עם זאת, יש הרבה מאד בדיקות שכוכב הלכת צריך לעבור כדי שיהיו לו סיכויים טובים לאירוח חיים שאנו יכולים לזהות. LHS 1140b קיבל את התואר לאחר שעמד בכמה מהדרישות. תצפיות נוספות אישרו כעת כמה היבטים חשודים וסיפקו את הסימנים החיוביים הראשונים עבור אחרים.

התרשמות אמן של LHS 1140b בתרחיש הסביר שבו צד אחד הוא כולו קרח, בעוד שבצד שבנעילת גאות לכוכב שלו יש אזור של אוקיינוס נוזלי וענן, שנראה כמו גלגל עין (כדור הארץ להשוואת גודל) / Image Credit: B. Gougeon/Universite de Montreal

כוכב הלכת LHS 1140b גדול מכדור הארץ, עם רדיוס גדול בכ-70 אחוז משלנו. זה שם אותו קרוב לנקודה שבה הוא יכול להיות סופר-כדור-ארץ (Super-Earth), המורכב מתערובת של סלע וקרח ומים, או תת-נפטון (Sub-Neptune), המורכב מגז לפחות עד לעומק שבו הלחץ ירסק אתכם.

עם זאת, הצפיפות שלו לא כל כך מתחת לזו של כדור הארץ ותצפיות שבוצעו על ידי טלסקופ החלל ג'יימס וב בדצמבר האחרון לא מראות שום סימן לאטמוספירה העשירה במימן כפי הצפוי מכוכב לכת גזי. ההסבר הסביר ביותר לצפיפות הנמוכה יותר הוא ש-10 עד 20 אחוז מהמסה שלו הם מים, והשאר הם סלע ומתכת כמו כדור הארץ. המים יהיו כנראה תערובת של נוזל וקרח; למרות שהיחס אינו ידוע, זה מקום טוב להתחיל בו כשמחפשים חיים.

כוכב הלכת LHS 1140b מתאים לזה לא רק בגלל התכונות הפנימיות שלו אלא בגלל שהוא עובר על פני הכוכב שלו מנקודת המבט שלנו, ומאפשר לנו לקבל ספקטרום של אטמוספירה כשהוא חוסם את אור הכוכב, רק אם קיימת אטמוספירה. טלסקופ החלל ג'יימס וב ראה את זה קורה פעמיים בשנה שעברה.

למרות שמחפשי חיים רוצים כוכב לכת שהוא לא כולו גז, הם כן רוצים אחד עם חלק, מספיק כדי לשמור על אוקיינוס נוזלי ולתת משהו לצורות חיים לנשום. התוצאות האחרונות מצביעות על כך ש-LHS 1140b פוגע בנקודה המתוקה הזו.

"כוכב הלכת LHS 1140b הוא אחד מכוכבי הלכת החוץ שמשיים הקטנים הטובים ביותר באזור הישיב המסוגל לתמוך באטמוספירה עבה, ויכול להיות שפשוט מצאנו עדות לאוויר בעולם הזה", אמר פרופסור ריאן מקדונלד (Ryan MacDonald) מאוניברסיטת מונטריאול בהצהרה. הספקטרום שנאסף תואם באופן הדוק ביותר לאטמוספירה המבוססת בעיקר על חנקן, כמו זו של כדור הארץ, אך כפי שמצביעה אי הוודאות בהצהרה של מקדונלד, הסברים אחרים נותרו אפשריים. טלסקופ החלל ג'יימס וב יצטרך לצפות ב-LHS 1140b עובר בינינו לבין הכוכב שלו בהזדמנויות נוספות לצורך אישור.

"זו הפעם הראשונה אי פעם שראינו רמז לאטמוספירה באזור כוכב לכת סלעי או עשיר בקרח. זיהוי אטמוספירות בעולמות סלעיים קטנים הוא מטרה מרכזית עבור טלסקופ החלל ג'יימס וב, אבל את האותות האלה הרבה יותר קשה לראות מאשר אטמוספירות של כוכבי לכת ענקים", אמר מקדונלד.

למרות שחושבים ש-LHS 1140b דומה לכדור הארץ, לפחות בקירוב, בהרכבו ובטמפרטורה, הוא שונה מאד במובן אחד. הוא כמעט בוודאות בנעילת גאות, כאשר צד אחד תמיד פונה לכוכב הננס האדום LHS 1140, והשני מצביע כלפי חוץ לעבר הלילה האינסופי. אם הכוכב שלו בהיר יותר, זה עלול להפוך צד אחד של כוכב הלכת לחם מדי לחיים ואת הצד השני לקפוא לצמיתות, ולהשאיר טבעת צרה שבה מים נוזליים יכולים לשרוד.

התרשמות אמן של כוכב הלכת LHS 1140b והכוכב המארח שלו

עם זאת, אלא אם כן האטמוספירה עשירה גם בגזי חממה חזקים, סביר יותר שרוב LHS 1140b הוא קרח, עם אוקיינוס נוזלי הפונה ישירות לכוכב, מה שגורם לו להיראות כמו גלגל עין. האוקיינוס מוערך בכמחצית מגודלו של האוקיינוס האטלנטי, והטמפרטורה במרכזו, היכן שהכוכב נמצא ישירות מעליו, עשויה להיות סביב 20 מעלות צלזיוס.

"זוהי ההצצה המפתה הראשונה שלנו לאטמוספירה על סופר-כדור-ארץ באזור הישיב. בהשוואה לכוכבי לכת אחרים באזורים ישיבים, כמו אלה במערכת TRAPPIST-1, הכוכב LHS 1140 נראה רגוע יותר ופחות פעיל, מה שהופך אותו פחות מאתגר להפרדת האטמוספירה של LHS 1140b מאותות כוכבים הנגרמים על ידי כתמי כוכבים (Starspots)", אמר מקדונלד. "אמנם אנו זקוקים לתצפיות נוספות בטלסקופ החלל ג'יימס וב כדי לאשר את האטמוספירה העשירה בחנקן ולחפש גזים אחרים, אבל זו התחלה מבטיחה מאד".

המאפיין האטרקטיבי הנוסף של LHS 1140b מנקודת המבט שלנו הוא מיקומו במרחק של 49 שנות אור. חוץ מ-TRAPPIST-1f and g, זהו כוכב הלכת המקיף הקרוב ביותר בטמפרטורה המתאימה למים נוזליים. גם אם אין מים על פני השטח של LHS 1140b, מחקר עדכני מצביע על כך שהוא יכול להיות ממוקם היטב כדי שיהיה לו אוקיינוס פנימי כמו באירופה, אבל הרבה הרבה יותר גדול.

במקרה, אחת מתצפיות טלסקופ החלל ג'יימס וב תפסה גם את LHS 1140c, עולם קטן יותר אך חם בהרבה.

למרות ש-LHS 1140b מסתובב 15 פעמים בשנת כדור ארץ, לא ניתן לראות רבים מהמעברים שלו; למשל, כי השמש מפריעה. אם ברצוננו לאסוף מספיק נתונים כדי ליישב שאלות לגבי הרכב האטמוספירה שלו לפני שנגמר הדלק בטלסקופ החלל ג'יימס וב, נדרשת התבוננות בכוכב הלכת לאורך זמן.