מדענים מדדו את האטמוספרה של כוכב לכת במערכת שמש המרוחקת 340 שנות אור

באמצעות הטלסקופ ג’מיני דרום, עם מכשיר בשם IGRINS, הצוות צפה בזוהר התרמי של כוכב הלכת בהקיפו את הכוכב המארח שלה. מהמכשיר הזה הם אספו מידע על הנוכחות והכמויות היחסיות של גזים שונים באטמוספרה שלה

צוות בינ”ל של מדענים, שהשתמש בטלסקופ הקרקעי של מצפה ג’מיני בצ’ילה, הוא הראשון שמדד ישירות את כמות המים והפחמן החד-חמצני באטמוספרה של פלנטה במערכת שמש אחרת המרוחקת כ-340 שנות אור.

בראש הצוות עומד המרצה הבכיר מייקל ליין מבית הספר לחקר כדור הארץ והחלל של אוניברסיטת מדינת אריזונה, והתוצאות התפרסמו היום (27 באוקטובר 2021) בכתב העת Nature.

יש אלפי פלנטות מוכרות מחוץ למערכת השמש שלנו (הנקראות אקזופלנטות). מדענים משתמשים בטלסקופים שנמצאים בחלל ועל הקרקע כדי לבדוק איך האקזופלנטות האלה נוצרות ובמה הן שונות מהפלנטות במערכת השמש שלנו.

במחקר הזה ליין והצוות שלו התמקדו בכוכב הלכת “WASP-77Ab”, כוכב לכת מסוג שנקרא “צדק חם” כי הן כמו צדק שבמערכת השמש שלנו, אבל עם טמפרטורה שעולה על אלף מעלות קלווין.

לאחר מכן הם התמקדו במדידת הרכב האטמוספירה שלה כדי לקבוע איזה יסודות נמצאים, בהשוואה לכוכב שאותו היא מקיפה.

“בגלל הגודל והטמפרטורה שלהן, פלנטות מסוג צדק חם הן מעבדות מצוינות למדידת גזים אטמוספריים ולבדיקת התיאוריות שלנו לגבי היווצרות פלנטות”, אמר ליין.

אנחנו לא יכולים עדיין לשלוח חלליות לפלנטות מחוץ למערכת השמש שלנו, אבל מדענים יכולים לחקור את האור שמגיע מאקזופלנטות באמצעות טלסקופים. הטלסקופים בהם הם משתמשים כדי לצפות באור הזה יכולים להיות בחלל, כמו טלסקופ החלל האבל, או על הקרקע, כמו הטלסקופים במצפה ג’מיני.

ליין והצוות שלו עסקו באינטנסיביות במדידת ההרכבים האטמוספריים של אקזופלנטות באמצעות האבל, אבל השגת המדידות האלה הייתה מאתגרת. לא רק שיש תחרות עזה על זמן טלסקופ, המכשירים של האבל מודדים רק מים (או חמצן) ולצוות היה צורך לאסוף גם מדידות של פחמן חד-חמצני (או פחמן).

בשלב הזה הצוות פנה לטלסקופ ג’מיני דרום.

“היינו צריכים לנסות משהו שונה כדי לתת מענה לשאלות שלנו”, אמר ליין. “ואחרי שניתחנו את היכולות של ג’מיני דרום ראינו שנוכל להשיג מדידות אטמוספריות מאוד מדויקות”.

ג’מיני דרום הוא טלסקופ בקוטר 8.1 מטרים שנמצא על הר באנדים הצ’יליאנים בשם סרו פצ’ון, שהוא מקום מצוין לטלסקופ בגלל האוויר המאוד יבש וכיסוי העננים הזניח. הוא מופעל על ידי מעבדת המחקר האסטרונומי האופטית- אינפרה אדום הלאומית (NOIRLab) של קרן המדע הלאומית.

באמצעות הטלסקופ ג’מיני דרום, עם מכשיר בשם IGRINS, הצוות צפה בזוהר התרמי של כוכב הלכת בהקיפו את הכוכב המארח שלה. מהמכשיר הזה הם אספו מידע על הנוכחות והכמויות היחסיות של גזים שונים באטמוספרה שלה.

בדומה ללווייני מזג אוויר ואקלים המשמשים למדידת כמות אדי המים והפחמן הדו-חמצני באטמוספרה של הארץ, מדענים יכולים להשתמש בספקטרומטרים וטלסקופים, כמו IGRINS בג’מיני דרום, כדי למדוד את הכמויות של גזים שונים בפלנטות אחרות.