נמצא המפתח למציאת חיים בעולמות רחוקים? נחשף שדה מגנטי של כוכב לכת מחוץ למערכת השמש

מחקר בינלאומי רחב היקף, בהשתתפות צוות חוקרים מאוניברסיטת תל אביב, מספק את הראיות החזקות ביותר עד כה לכך שלכוכב לכת מחוץ למערכת השמש יש שדה מגנטי חזק במיוחד - שמשפיע ישירות על הכוכב שאותו הוא מקיף. הממצאים פותחים דרך חדשה לחקר עולמות רחוקים ולהערכת התנאים הדרושים לקיום חיים מחוץ לכדור הארץ.

המחקר נערך בהובלת המכון לאסטרופיזיקה של אנדלוסיה (IAA-CSIC), בהשתתפות פרופ' שי צוקר מהחוג לגיאופיזיקה ובית הספר לפיזיקה ואסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש סאקלר, ותלמיד המחקר אברהם ביננפלד. המחקר פורסם בכתב העת Science .

כשכוכב לכת רחוק מדליק את האור

במסגרת המחקר, צוות החוקרים התמקד בכוכב הלכת GJ 436 b, עולם דמוי נפטון שמקיף את הכוכב שלו במסלול קרוב במיוחד. במשך 16 שנים ניתחו החוקרים תצפיות ספקטרוסקופיות ברזולוציה גבוהה וגילו כי הכוכב מציג שינויים מחזוריים בפליטת האור שלו, במחזוריות הקשורה למסלולו של כוכב הלכת.

לדברי פרופ' צוקר, "הצלחנו לזהות שינויים מחזוריים בפליטת האור של הכוכב GJ 436, שמתרחשים בתיאום עם מסלולו של כוכב הלכת  GJ 436 b. זוהי העדות המשכנעת ביותר שהושגה עד כה לכך שכוכב לכת מחוץ למערכת השמש יכול להשפיע באופן ישיר על הפעילות המגנטית של הכוכב המארח שלו. התגלית לא רק מחזקת את ההבנה שלנו לגבי יחסי הגומלין בין כוכבים לכוכבי הלכת שלהם, אלא גם מספקת כלי חדש לחקר שדות מגנטיים בעולמות רחוקים".

הזוהר הצפוני בקנה מידה כוכבי

שדות מגנטיים נחשבים לרכיב מרכזי בהגנה על אטמוספרות פלנטריות ועל התנאים שעשויים לאפשר חיים. בכדור הארץ, למשל, השדה המגנטי מגן מפני רוח השמש ומסייע לשימור האטמוספרה לאורך מיליארדי שנים. לעומת זאת, מאדים איבד את השדה המגנטי הגלובלי שלו, מה שתרם לדלדול האטמוספרה ולאובדן חלק גדול ממאגרי המים שהיו על פני השטח שלו.

באמצעות השוואה בין התצפיות למודלים תיאורטיים הצליחו החוקרים להעריך לראשונה את עוצמת השדה המגנטי של GJ 436 b. ההערכות מצביעות על כך שהשדה המגנטי של כוכב הלכת עשוי להיות חזק פי 2.3 עד פי 27 מזה של צדק – כוכב הלכת בעל השדה המגנטי החזק ביותר במערכת השמש.

החוקרים מצאו כי השדה המגנטי של כוכב הלכת מקיים אינטראקציה עם השדה המגנטי של הכוכב ומזרים אנרגיה לשכבות העליונות של האטמוספרה שלו. התוצאה היא תופעה המזכירה את הזוהר הצפוני בכדור הארץ, אך בקנה מידה כוכבי.

השעון הפנימי של המגנט

ממצא מסקרן נוסף הוא שההשפעה לא נצפתה באופן רציף, אלא בשלושה אירועים בלבד, בשנים 2008, 2016 ו-2024, בהפרשים של שמונה שנים. החוקרים סבורים כי הדבר קשור למחזור הפעילות המגנטית של הכוכב עצמו, וכי בתקופות מסוימות האינטראקציה בין הכוכב לכוכב הלכת מתחזקת או נעשית קלה יותר לזיהוי.

המחקר מסמן פריצת דרך בתחום חקר כוכבי הלכת מחוץ למערכת השמש. עד כה היה קשה מאוד למדוד שדות מגנטיים של אקסופלנטות, אך השיטה החדשה עשויה לאפשר בעתיד להבין כיצד כוכבי לכת שומרים על האטמוספרות שלהם, לחשוף מידע על המבנה הפנימי שלהם ולהעריך טוב יותר את פוטנציאל החיים בעולמות רחוקים.

"עד היום שדות מגנטיים של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש היו כמעט בלתי ניתנים למדידה. הצלחנו להראות שאפשר 'לראות' את טביעת האצבע המגנטית של כוכב הלכת דרך ההשפעה שלו על "כוכב האם". זו פריצת דרך שעשויה לספק בעתיד כלי חדש לבחינת עולמות רחוקים ולהבנה טובה יותר של התנאים הנדרשים לשימור אטמוספרה ואולי אף להתפתחות חיים", מסכם פרופ' שי צוקר.

* פרופ' שי צוקר, ראש החוג לגיאופיזיקה באוניברסיטת תל אביב, מוביל מחקרים פורצי דרך לפענוח המבנה של עולמות רחוקים; במחקרו האחרון בכתב העת Science, הוא שותף לפיתוח שיטה מהפכנית ה"קוראת" שדות מגנטיים מחוץ למערכת השמש, במטרה לאתר תנאים לקיום חיים.