כוכב לכת דמוי ארץ

כוכב־לכת דמוי ארץ (נקרא גם תאום ארצי, אנלוג ארצי, אנגלית: Earth analog, Twin Earth, Earth-like planet) הוא כוכב לכת מחוץ למערכת השמש בו תנאי סביבה הדומים לאלו שעל כדור הארץ. החשיבות במציאת כוכבי לכת כאלו נובעת משני טעמים. הראשון הוא האפשרות לקיומם של יצורים חיים מורכבים מחוץ לכדור הארץ. השני: פתרון להתיישבות עתידית כאשר כדור הארץ יפסיק להיות מתאים למחיה עבור בני אדם ויצורים חיים אחרים. משערים כי ככל שכוכב לכת יהיה דומה יותר לכדור הארץ, כך גדל הסיכוי למצוא בו חיים מורכבים הדומים לאלו שעל כדור הארץ.[דרוש מקור]

ההשערה בדבר קיומו של תאום ארצי נוגעת בתחומי המדע, הפילוסופיה, המדע הבדיוני והתרבות הפופולרית, כאשר שאלה זו הייתה בעיקרה פילוסופית טרם המחקר המדעי החל לחפש אחר פלנטות חוץ־שמשיות. נכון להיום, בעידן המחקר המדעי בנושא, נמצאו מספר אקזופלנטות (כוכבי לכת חוץ־שמשיים) הדומות לכדור הארץ, אולם לא נמצאו עליהן חיים, והן רחוקות מדי להתיישבות באמצעים הטכנולוגיים שיש לבני האדם היום. ישנן תאוריות הטוענות שבעבר חלק מכוכבי הלכת היו מתאימים למחיה או שניתן להפוך אותם לכאלו - תהליך הנקרא בשם "הארצה".[דרושה הבהרה] בנוסף, נעשו ניסיונות בתחום התאורטי להעריך את קיומן של פלנטות דמויות ארץ כמו נוסחת דרייק, נוסחה שמטרתה להעריך את מספר הציוויליזציות המנסות ליצור קשר עם בני האדם, תאוריות מרובות יקומים, התומכות בקיומן של פלנטות דמויות ארץ ביקומים מקבילים וגישות פילוסופיות כמו "עקרון הממוצעות", הגורס כי חיים מורכבים אינם דבר נדיר ביקום והיפותזת "כדור הארץ הנדיר" הגורסת שיצורים חיים פשוטים (מיקרואורגניזמים) הם דבר נפוץ אולם יצורים מורכבים כמו בני אדם הם דבר נדיר ביותר.

נכון לינואר 2016 אושר קיומן של 2,049 אקזופלנטות ב־1,297 מערכות פלנטריות ובהן 507 מערכות מרובות כוכבי לכת[1][2], כאשר ישנו ניסיון למצוא מתוכם כוכבי לכת הדומים לכדור הארץ.

רקע היסטורי

War of the Worlds pg 141
איור מתוך הספר "מלחמת העולמות" מאת הרברט ג'ורג' ולס. הספר מתאר פלישה ממאדים, והושפע מרעיון החיים על פני המאדים שרווח בתקופה זו.

מוערך כי הפילוסוף הפיתגוראי פילולאוס שיער בשנת 400 לפני הספירה את קיומו של "כדור־ארץ נגדי" כחלק מהמודל שלו ליקום.[דרוש מקור] על פי היפותזה שלו, במרכז היקום מצויה מעין "אש מרכזית" שסובבים אותה שלושה גופים בשלושה מסלולים: "אנטי כדור־הארץ" בזמן מחזור של 24 שעות, אחר כך כדור הארץ בזמן מחזור של 24 שעות, ולבסוף השמש בזמן מחזור של שנה אחת. כדור הארץ והנגדי שלו תמיד נמצאים בצדדים מנוגדים של האש המרכזית, ולכן הם נסתרים זה מזה. עם עליית הפופולריות של תאוריות גיאוצנטריות הטוענות שכדור הארץ נמצא במרכז היקום, קפא הניסיון לשער את קיומו של כוכב השווה לכדור הארץ בחשיבותו.[דרוש מקור]

במאה ה־16 הציע קופרניקוס, אסטרונום פולני, את המודל ההליוצנטרי לפיו כדור הארץ סובב סביב השמש ולא להפך, מה שחולל שינוי בתפיסה של כדור הארץ - הוא אינו מיוחד ואינו מרכז היקום, לכן עשויים להיות רבים כמוהו. בשנים 1858–1920, אנשים רבים ובהם מדענים האמינו כי כוכב הלכת מאדים דומה מאוד לכדור הארץ במסלולו סביב השמש, בעונות על פניו ובנטיית ציר הסיבוב שלו, אך יבש יותר ובעל אטמוספירה סמיכה יותר. אנשים שיערו שקיימת עליו ציוויליזציה שאף הקימה ערוצי נחל עליו, אולם כאשר השתכללו הטלסקופים התגלה שלא קיימת במאדים ציויליזציה וערוצי הנחל היו אשליה אופטית.[דרוש מקור] בדומה למאדים, עד שנות ה־60 של המאה ה־20 אנשים רבים וביניהם מדענים האמינו שנוגה דומה לכדור הארץ, אך מדברי או לח עם עננים ואוקיינוסים, חם יותר ובעל אטמוספירה סמיכה יותר.[דרוש מקור] בשנות ה־60 התברר שהטמפרטורה על פני השטח שלו היא כ־482°C והאטמוספירה שלו צפופה פי 92 מזו של כדור הארץ.[דרוש מקור]

כיום, לא נצפה כוכב לכת במערכת השמש הדומה לכדור הארץ, אבל יש המשערים[דרושה הבהרה] שניתן לבצע בחלק מהם תהליך הארצה - תהליך שבו באופן מלאכותי הופכים כוכב לכת לדומה לכדור הארץ.[דרוש מקור] עיקר המחקר בנושא מחפש אחר כוכבי לכת חוץ־שמשיים (אקזופלנטות), כאשר חישוב מנובמבר 2013 מעריך שכ־22% ממערכות השמש בגלקסיה הן בעלות פלנטה הנמצאת באזור החיים, ומספר הפלנטות האלו מוערך בכ־40 מיליארד[3]. החישוב בוצע לפי תצפיותיו של טלסקופ החלל קפלר, כלי שבאמצעותו התגלו 913 אקזופלנטות[1].

טלסקופ החלל WFIRST, אשר יהיה מצויד בקורונגרף מתקדם לצילום כוכבי לכת[4], מתוכנן להיות משוגר במחצית שנות ה־20 של המאה ה־21.

התנאים הנדרשים

מידת ההידמות של כוכב לכת לכדור הארץ תלויה במשתנים רבים, אך ישנה הסכמה כללית שכוכב לכת זה יהיה כוכב לכת ארצי (כלומר כוכב לכת בעל פני שטח מוצקים), וישנם כמה מחקרים העוסקים במציאת כוכבי לכת מסוג זה.[דרושה הבהרה] משתנים נוספים שניתן להתחשב בהם הם גודל כוכב הלכת, הכבידה על פניו, גודל וסוג השמש אותה מקיף (תאום שמשי), מרחק המסלול ממנה ויציבותו[5], נטיית ציר הסיבוב של כוכב לכת ומהירות סיבובו, גאוגרפיה פיזית - אוקיינוסים, אוויר ומזג אוויר, שדה מגנטי והימצאות חיים מורכבים הדומים לחיים על כדור הארץ. אם בכוכב לכת ישנם חיים מורכבים הדומים לאלו שעל כדור הארץ, ניתן להסיק שקיימים בו רבים מן המאפיינים האחרים. בנוסף יש לזכור שכדור הארץ בעברו הקדום היה בעל מאפיינים שונים מהיום, כמו למשל הרכב האטמוספירה: חמצן היה נדיר באטמוספירה עד הופעת יצורים המבצעים פוטוסינתזה, מה שיצר אטמוספירה עשירה בחמצן (זהו גם אחד העקרונות שבבסיס תהליך ההארצה). גורם נוסף המקשה על מציאת תאום ארצי הוא הימצאותו של לווין טבעי כמו הירח של כדור הארץ שגורם לתופעות כמו גאות ושפל.

Comparing the size of Earth, Mars, and exoplanets of Kepler-20 and Kepler-42
השוואת גדלים בין האקזופלנטות הקטנות ביותר, כדור הארץ ומאדים. מרבית כוכבי הלכת גדולים יותר.
PlanetCandidatesHe
תרשים המשווה גדלים של פלנטות דמויות ארץ אפשריות. האחוזים בצהוב מראים את הגידול במספרן משנת 2012 עד 2013.

גודל

גודל הפלנטה עשוי להיות מרכיב חשוב מכיוון שלכוכב לכת הדומה יותר לכדור הארץ יש יותר סיכוי להיות ארצי ובעל אטמוספירה מתאימה. אם כוכב הלכת קטן בהרבה מכדור הארץ, הסיכוי שתהיה לו אטמוספירה סמיכה מספיק קטן, כמו בירח ובמאדים. לעומת זאת אם כוכב הלכת גדול בהרבה מכדור הארץ גדל הסיכוי שהוא יהיה ענק גזים - בעל ליבה מוצקה קטנה ושכבת גזים גדולה וסמיכה כמו צדק ונפטון. כוכבי הלכת החוץ־שמשיים הראשונים שהתגלו היו גדולים בהרבה מכדור הארץ וקרובים מאוד לכוכב האם שלהם, ולהם ניתן השם "צדקים חמים". הסיבה לכך היא שגילויים אלו נעשים בעיקר באמצעות מדידת שינוי מחזורי בבהירות של כוכב (כמו בטלסקופ החלל קפלר) או באמצעות מדידה ספקטרוסקופית לזיהוי תנודות מחזוריות של כוכב על פי אפקט דופלר (כמו בספקטרוגרף HARPS). ככל שכוכב הלכת גדול יותר, מאסיבי יותר וקרוב יותר לכוכב האם שלו, כך השפעותיו על הכוכב נעשות משמעותיות יותר וקלות יותר למדידה.

להלן טבלה המשווה גדלים של כוכבי־לכת עם כדור הארץ, בסדר יורד[6]:

שם כוכב הלכת מסת ארץ (Me)[7] רדיוס ארץ (Re)[8] הערות
קפלר־22b ‏2.38 גדול בהרבה, נמצא באזור הישיב של אנלוג שמשי.
גליזה 667 Cc 4.27 גדול בהרבה, נמצא באזור הישיב.
55 בסרטן e 8.38 2.08 גדול בהרבה
קפלר־9d 1.64 גדול יותר
COROT-7b 5.02 1.679 גדול יותר
קפלר־10b 4.5 1.416 גדול יותר
קפלר־20 f 1.03 גדול מעט
טאו בלווייתן b-f 2-6.6 ראה הערה[9]
גליזה 581g 3.1≥ קיומו לא אושר עדיין
גליזה 1132b 1.6 גדול יותר. באפריל 2017 אושר לראשונה קיומה של אטמוספירה לכוכב לכת זה[10]
אלפא קנטאורי B b 1.127 הדומה ביותר בגודלו לכדור הארץ, אבל חם בהרבה. ישנה מחלוקת לגבי קיומו (ראה הערות[11][12]).
כדור הארץ 1 1
נוגה 0.82 0.95 קטן מעט וחם בהרבה
קפלר־20 e 0.867 קטן יותר
קפלר־42 b 0.78 קטן יותר
קפלר־42 c 0.73 קטן יותר
קפלר־42 d 0.57 קטן בהרבה
מאדים 0.12 0.53 קטן בהרבה
גנימד 0.02 0.41 קטן בהרבה
טיטאן 0.02 0.4 קטן בהרבה

המסקנה הנובעת מהטבלה היא שגודלו של כוכב לכת אינו מספק די מידע על מנת להעריך את אופי כוכב הלכת ולכן יש להתחשב בנתונים אחרים. יש להתייחס גם לטמפרטורה, משתנה המושפע מגודל הכוכב (או כוכבים במערכת מרובת כוכבים) במרכז המערכת וסוגו, והמרחק של כוכב הלכת הסובב סביבו. לדוגמה, ניתן לראות שכוכבי לכת כמו נוגה ואלפא קנטאורי Bb דומים מאוד בגודלם לכדור הארץ, אך הם חמים בהרבה וקרובים מאוד לשמש שלהם. משתנה נוסף מושפע גודל הוא הכבידה על פני כוכב הלכת: כוכב לכת בעל מסה גדולה ורדיוס קטן עשוי להיות בעל כבידה עוצמתית יותר מכדור הארץ, וכוכב לכת בעל מסה קטנה ורדיוס גדול עשוי להיות בעל כבידה חלשה יותר מכדור הארץ. לסיכום, גודל כוכב הלכת הוא אמצעי סינון ראשוני למציאת תאום ארצי, בעיקר משום שלא ניתן למדוד מסה של כוכבי לכת חוץ שמשיים באופן מדויק ולכוכבי לכת בגודל של כדור הארץ יש יותר סיכוי להיות ארציים ולא גזיים.

התפלגות היסודות בכדור הארץ[13]
יסוד שיעורו בקרום כדור הארץ
חמצן 46.71%
צורן 27.69%
אלומיניום 8.07%
ברזל 5.05%
סידן 3.65%
נתרן 2.75%
אשלגן 2.58%
מגנזיום 2.08%
יסודות אחרים 1.42%

גאולוגיה

על מנת שכוכב לכת יוכל להיות דמוי כדור הארץ עליו להיות בעל קרקע, ולהכיל את אותם סוגי הקרקע ואותם היסודות. הרכב הקרקע הדומה ביותר לכדור הארץ נמצא בגופים הארציים שבמערכת השמש כמו מאדים וטיטאן, אך עם הבדלים אחרים כמו טמפרטורה וכמות מים. יש להתחשב בכך שמרבית סוגי הקרקע שנוצרו בכדור הארץ הם תוצאות של קשרי גומלין עם מים (סלע משקע, חרסית) והאטמוספירה, פעילות געשית (בזלת), פעולות האדם ותוצרי לוואי של יצורים חיים (פחם, אבן גיר). כוכב לכת דמוי ארץ יהיה צריך, ככל הנראה, לעבור את אותם התהליכים הגאולוגיים שעבר כדור הארץ על מנת להיות דומה לו, ואולי להכיל מים, אטמוספירה, יצורים חיים ופעילות געשית.

מן הטבלה בצד שמאל (התפלגות היסודות בקרום כדור הארץ) עולה שכוכב לכת דמוי ארץ צריך להכיל כמויות גדולות של חמצן וצורן (סיליקון), בעיקר בצורתם הנפוצה על כדור הארץ - תרכובות סיליקטיות. גם לאלומיניום יש חלק ביצירת סיליקטים בשם סילימניטים. משערים כי רוב הברזל בכדור הארץ אינו נמצא בקרום שלו אלא בגלעין שלו, ביחד עם ניקל ומעט קובלט, תכונה חשובה מכיוון שגלעין כדור הארץ, על פי תאוריית הדינמו, יוצר את השדה המגנטי של כדור הארץ. שדה מגנטי זה מקטין את השפעתן של סופות שמש מגנטיות והיעדרו יסכן את החיים על פני כדור הארץ, לכן יש לשקול את קיומה של מגנטוספירה (שדה אלקטרומגנטי) על כוכב לכת מועמד.

טמפרטורה

ישנם גורמים שונים המשפיעים על הטמפרטורה של כוכב לכת, כשהעיקריים הם סוג השמש (או שמשות) במערכת וגודלה, מרחק כוכב הלכת ממנה והימצאות אטמוספירה על כוכב הלכת (מה שיוצר אפקט חממה). כוכב לכת ללא אטמוספירה הנמצא בשדה קרינה של כוכב יתחמם לטמפרטורה הנקראת "טמפרטורת שיווי המשקל הפלנטרית", הטמפרטורה בה הקרינה שמקבל כוכב הלכת מכוכב האם שלו והקרינה שהוא פולט שוות.

[14]

- טמפרטורת שיווי המשקל הפלנטרית של כוכב לכת

- טמפרטורת הקרינה של כוכב האם

- האלבדו של כוכב הלכת (ערך בין הקובע את כמות הקרינה שגוף או משטח מחזיר)

- רדיוס כוכב האם

- המרחק בין כוכב הלכת לכוכב האם שלו

עבור נוסחה זו מתקבל שטמפרטורת שיווי המשקל של כדור הארץ היא 225K ‏(‎-18°C), טמפרטורה נמוכה מזו שבפועל. הסיבה לכך היא אפקט החממה שנוצר על ידי האטמוספירה בה הנוסחה אינה מתחשבת. אם כן, ניתן להסיק שהטמפרטורה המשוערת על כוכב לכת עשויה להיות גבוהה יותר מזו הניתנת לחישוב, ודוגמה קיצונית לכך היא נוגה, עם טמפרטורת שיווי משקל של 307K ‏(34°C) ולעומת זאת טמפרטורה בפועל של 737K‏ (464°C), כשהסיבה לכך היא האטמוספירה הסמיכה שלו והרכבה (הלחץ האטמוספירי בנוגה גבוה פי 92 מזה שבכדור הארץ, ושיעור הפחמן הדו־חמצני (גז חממה יעיל במיוחד) באטמוספירה שלו הוא 96.5% לעומת 0.038% בכדור הארץ[15]).

הטמפרטורה המתאימה לכוכב לכת על מנת שיהיה דומה לכדור הארץ היא הטמפרטורה בה יימצאו מים במצב צבירה נוזלי - טמפרטורה חמה מדי ומים יתאדו מן הקרקע, וטמפרטורה קרה מדי תגרום למים לקפוא.

אטמוספירה

אטמוספירה מתאימה היא מרכיב מהותי בהידמותו של כוכב לכת לכדור הארץ. האטמוספירה של כדור הארץ מכילה גזים חיוניים לחיים, יוצרת שינויים מטאורולוגיים, מסננת את קרינת השמש ויוצרת אפקט חממה. כוכב לכת דמוי ארץ, אם כן, צריך להכיל מאפייני אטמוספירה דומים לכדור הארץ כמו לחץ אטמוספירי והרכב כימי. לא קיימים אמצעי מדידה שיכולים למדוד את מאפייני האטמוספירה של אקזופלנטה, אך ניתן להעריך באופן גס את הסיכוי להימצאות אטמוספירה על כוכב לכת.

ראשית יש לבחון את גודל כוכב הלכת, שכן לכוכבי לכת בגודל של כדור הארץ יש יותר סיכוי להיות דומים לו. אם כוכב לכת יהיה קטן מדי כוח המשיכה שלו לא יוכל להחזיק אטמוספירה צפופה מספיק, ואם הוא יהיה גדול בהרבה (סדר גודל של נפטון או צדק) יהיה לו כוח משיכה גדול יותר ולכן גם אטמוספירה סמיכה מדי. מאחר שהגזים המרכיבים את אטמוספירת כדור הארץ הם חיוניים לכלל היצורים החיים על פניו, הכרחי שכוכב לכת יכיל את אותו ההרכב כדי להיות בר־התיישבות. תופעות של מזג אוויר הן גם חלק חשוב עבור החי על פני כדור הארץ, וללא אפקט חממה טמפרטורת כדור הארץ הייתה נמוכה בהרבה. חיוניותם של המרכיבים הללו נכונה עבור יצורים חיים על פני כדור הארץ, אך יש להתחשב גם באפשרות של קיום חיים שונים מן המוכר הזקוקים לאטמוספירה אחרת או להיעדרה.

מים

HZ-by-size.jpeg
בתרשים זה אזור ישיב מסומן בירוק, אזור קר מדי בכחול ואזור חם מדי באדום. ניתן לראות שעבור כוכב גדול יותר רוחב האזור ומרחקו מהכוכב גדול יותר, ולהפך

כדור הארץ מכיל מים בכמות גדולה - כ־75% מהשטח שלו מכוסה במים (הידרוספירה), הם מהווים עד 7% מהאטמוספירה (לחות) והיצורים החיים על פני כדור הארץ מורכבים מהם וזקוקים להם כדי להתקיים. על כוכב לכת דמוי ארץ להכיל מים במצב צבירה נוזלי כדי לקיים חיים המבוססים על פחמן ומים כמו בכדור הארץ. טווח המרחקים בין כוכב הלכת לכוכב האם שלו בו מים יימצאו במצב צבירה נוזלי נקרא "האזור הישיב" (Habitable Zone). ההשערה היא שהסיכוי של כוכב לכת להיות מתאים להתיישבות או להכיל חיים גדל אם כוכב הלכת נמצא בטווח זה.

העקרונות המנחים בהגדרת אזור זה הם:

  1. מים מצויים במצב צבירה נוזלי בטמפרטורות
    (), בלחץ של אטמוספירה אחת.
  2. חישוב טווח האזור הישיב באמצעות חוק סטפן־בולצמן (Stefan-Boltzmann). אם מתייחסים לשטף הקרינה כקרינת גוף שחור מתקבל:

כאשר -

- עוצמת ההארה של הכוכב (כמה קרינה ליחידת שטח הוא פולט)

- שטח מעטפת של כדור (כוכב לכת הוא כדור בקירוב)

- קבוע סטפן־בולצמן

- הטמפרטורה האפקטיבית של כוכב הלכת, ובמקרה של האזור הישיב

אם נבודד את הביטוי נגיע לביטוי הבא:

אם נציב את מרחק כדור הארץ מהשמש ועוצמת ההארה של השמש , ונחלק את שני הביטויים נקבל:

עבור השמש וכדור הארץ מתקבל אזור ישיב בטווח של 0.7-1.5 יחידות אסטרונומיות, ובעזרת נתון זה אפשר להעריך מהו טווח האזור הישיב סביב כוכב אחר.

ההגדרה הנוכחית של האזור הישיב נתונה לביקורת מכיוון שהיא מתעלמת מנתונים משמעותיים של כוכב הלכת ומהאפשרות לקיום חיים השונים מאלו שבכדור הארץ. חישוב האזור אינו מתייחס לאלבדו של כוכב הלכת, כלומר הוא מתייחס לכוכב הלכת כגוף שחור (שאינו מחזיר קרינה שפוגעת בו), כשבפועל כוכבי לכת מחזירים חלק מן הקרינה. בנוסף, אין התייחסות לקיומה של אטמוספירה, מאפיין חשוב שמשפיע על מידת אפקט החממה בכוכב הלכת. אי דיוק נוסף הוא התרחקות הטבעת של האזור הישיב עם העלייה בגיל הכוכב, תופעה שמתרחשת כתוצאה מעליה בבהירות הכוכב לקראת יציאתו מן הסדרה הראשית[16]. הגדרת האזור הישיב נובעת מהנחה כי חיים מתקיימים בסביבה מימית, אולם יש המשערים שחיים יכולים להתפתח על בסיס מולקולות אחרות מהמולקולות האורגניות על פני כדור הארץ (מימן, פחמן וחמצן).

לאור הבעיות המתוארות בפסקה הקודמת נעשו ניסיונות להגדיר מחדש את האזור הישיב, כולל הכנסת מושג חדש - האזור הישיב המורחב. על ידי העיקרון לפיו טבעת האזור הישיב מתרחקת ומתרחבת עם הזמן כתוצאה מעליה בבהירות הכוכב, מגדירים אזור ישיב רחב יותר המתפרס על פני זמן ממושך יותר ולא בנקודה יחידה בזמן.

כוכב דמוי שמש

HRDiagram-he-solaranalog
תרשים זה הוא דיאגרמת הרצשפרונג־ראסל, ועל פיו ניתן לסווג כוכבים לקבוצות. הטווח בו יכולים להימצא כוכבים דמויי שמש מסומן בירוק.

כוכב לכת דמוי ארץ צריך להימצא במערכת של כוכב (כדור פלזמה הפולט קרינה כמו השמש) שדומה לשמש בתכונותיו כדי להיות מתאים, וחיפוש אחר כוכבים כאלו עשוי לעזור במציאת כוכבי לכת דמויי ארץ. יש להתייחס למערכת כולה כדי לקבוע אם כוכב לכת מתאים להיות דמוי ארץ. המאפיינים שמשפיעים על מידת ההתאמה הם:[17]

גיל

גילאי הכוכב וכוכב הלכת שלו חייבים להיות לפחות 3 מיליארד שנים כדי לקיים חיים מורכבים. אמנם מוערך שיצורים חד־תאיים החלו להתפתח על כדור הארץ 0.8 מיליארד שנים לאחר שנוצר, אולם יצורים רב־תאיים הופיעו רק 3–4 מיליארד שנים לאחר מכן. הכוכב צריך להיות בסדרה הראשית, כלומר להתיך מימן להליום ולהיות בשלב הראשי של חייו (ראה ערך: מחזור חייו של כוכב). בנוסף, הכוכב צריך להישאר בסדרה הראשית לפחות 3 מיליארד שנים, כלומר בטווח זמן זה הוא אינו עובר לשלב הבא שלו, אלא ממשיך להתיך מימן.

Eccentric Habitable Zones
הדמיית אמן המראה מסלול אקסצנטרי מדי החורג מן האזור הישיב.

יציבות

כוכב לכת דמוי ארץ דורש את קיומם של תנאים דומים לאורך זמן, ללא שינויים קיצוניים שיגרמו לו להיות בלתי ישיב. האזור הישיב, טווח המרחקים סביב הכוכב בו יכולים להימצא מים במצב צבירה נוזלי, צריך להיות ברוחב מתאים לאורך זמן ולא להשתנות בתכיפות. מסלולו של כוכב הלכת סביב הכוכב צריך להיות יציב ולא אקסצנטרי מדי, אחרת יחווה הכוכב כמויות משתנות של קרינה ועשוי לחלוף על פני האזור הישיב שלו מספר פעמים בהקפה. במערכת מרובת כוכבים, הסבירות שלכוכב לכת יהיה מסלול קבוע היא נמוכה, שכן הוא יושפע מהכבידה של הכוכבים שבמערכת ויסטה ממסלולו. גם כוכבי לכת גדולים בעלי מספר מסות צדק עלולים להסיט את מסלולם של כוכבי לכת קטנים יותר, לכן קיומם עשוי לפגוע ביציבות המסלול.

מתכתיות

מתכתיות היא מדד לכמות היסודות הכבדים יותר מהליום המצויים בכוכב. לפי המתכתיות ניתן לשער מהו גיל הכוכב, כשמתכתיות גבוהה מעידה על כוכב מדור צעיר יותר. המתכתיות היא מרכיב חשוב בכוכב דמוי שמש מכיוון שכוכבי לכת מורכבים ברובם מיסודות כבדים מהליום, וכוכב צריך להיות בעל מתכתיות של לפחות 0.4 מזו של השמש () על מנת שיוכל ליצור כוכבי לכת. מתכתיות גבוהה יותר מגדילה את הסיכוי להיווצרות כוכבי לכת גדולים יותר הדומים יותר לצדק, כך שאם כוכב לכת כזה יימצא באזור הישיב קיימת אפשרות שאחד הירחים שלו יהיה כוכב לכת דמוי ארץ. בנוסף, בשמש כמות ליתיום פחותה מכוכבים דמויי שמש אחרים, ונמצא קשר בין כמות ליתיום נמוכה בכוכבים להימצאות מערכת פלנטרית סביב הכוכב[18]. באמצעות קשר זה ניתן למקד את החיפוש עבור כוכבים להם רמת ליתיום נמוכה ביחס לאחרים.

סוג הכוכב

הגבלת גיל המינימום ל־3 מיליארד שנים מגבילה את אפשרויות הסיווג ספרקטלי לכוכבים מסוג F, G, K ו־M, מכיוון שכוכבים חמים יותר הם בעלי תוחלת חיים קצרה יותר (השמש משויכת לסיווג G2). באשר לכוכבים מסוג F, הדאגה העיקרית היא קרינה על־סגולה חזקה שעלולה להזיק ליצורים חיים, אולם קיימת השערה שקרינה על־סגולה חזקה יותר תיצור שכבת אוזון עבה יותר שתגן עליהם. כוכבים מסוג M קרים בהרבה מן השמש, אך הם מעוררים עניין כי הם מהווים כ־76% מכוכבי הסדרה הראשית ולכן עשויים להימצא בקלות. למרות השכיחות של כוכבי M ותוחלת החיים הארוכה במיוחד שלהם, האזור הישיב שלהם צר והם בעלי נטייה להתפרצויות אנרגיה בלתי צפויות.

מרחק מכדור הארץ

אמנם המרחק מכדור הארץ הוא לא תנאי הכרחי להידמות כוכב לכת אליו, אך זהו נתון משמעותי אם רוצים לחקור אותו, להנחית עליו גשושית או לשלוח אליו משימה מאוישת. ישנה עדיפות לעצמים במערכת השמש מכיוון שהם נגישים יותר מעצמים חוץ־שמשיים, אם כי קיים קושי כלכלי, תכנוני והנדסי לשלוח משימות גם אליהם. חלק מכוכבי הלכת החוץ־שמשיים שנצפו רחוקים מאוד מכדור הארץ, ולא ניתן יהיה להגיע אליהם בפרק זמן סביר בטכנולוגיה שעומדת לרשות האדם היום. להלן טבלה המשווה את מרחקם מכדור הארץ של הכוכבים הקרובים ביותר בעלי כוכבי לכת דמויי ארץ אפשריים (מרחקם של כוכבי הלכת מהכוכב זניח ביחס למרחק הכוכב מכדור הארץ):[19]

שם הכוכב מרחק מכדור הארץ
(pc)
אלפא קנטאורי B 1.255
גליזה 581 6.245
גליזה 667 7.236

יחידת המידה שבטבלה היא פארסק, ולשם השוואה - המרחק של כדור הארץ מהירח הוא פארסק, גודל הקטן בשמונה סדרי גודל מהנתון בטבלה. מידע נוסף שלא ניתן בטבלה הוא שאלו הם הכוכבים הקרובים ביותר לכדור הארץ שמכילים פלנטות, כשחלק מהכוכבים חסרי נתוני מרחק או רחוקים יותר (בערך עד פי 1000 מהנתון בטבלה)[19].

בתוך מערכת השמש

MarsTopoMap-PIA02031 modest
מפה טופוגרפית המתארת את פני השטח של מאדים וקטביו. חלקו הצפוני של מאדים ברובו נמוך יותר (כחול) ואחיד, ואילו חלקו הדרומי גבוה (אדום) ובעל פני שטח בלתי אחידים. יש המשערים כי בעבר השטחים הנמוכים במאדים כוסו אוקיינוס, דעה המסבירה מדוע הם אחידים ומדוע מופיעים במאדים ערוצים יבשים.

בעבר רווחה הדעה שכוכבי לכת כמו נוגה, מאדים ונפטון דומים מאוד לכדור הארץ ועשויים להכיל חיים. למרות הפרכת רעיונות אלו בתצפיות שנעשו במאה ה־20, מדענים ממשיכים לחשוב על פתרונות התיישבות במערכת השמש כשהמניעים העיקריים לעשות זאת הם הקרבה שלהם לכדור הארץ והתחשבות בהתפתחות טכנולוגית עתידית שתאפשר את הפיכתם לישיבים. למען השוואה - המערכת הקרובה ביותר לכדור הארץ, אלפא קנטאורי, מצויה במרחק 4.4 שנות אור[20], שהן 111.3 מיליון פעמים המרחק בין כדור הארץ לירח (המקום המרוחק ביותר מכדור הארץ אליו הגיע אדם).

מאדים

למאדים מספר נקודות דמיון עם כדור הארץ: יש לו אטמוספירה, אפקט חממה, כיפות קרח, תופעת זוהר הקוטב, נקיפת ציר דומה, פעילות געשית, אקלים משתנה ועדויות להימצאות מים כמו סלעי משקע, ערוצים יבשים וכמות גדולה של מימן שנמדדה. ישנה תאוריה שטוענת כי במאדים התקיימו בעבר חיים בסביבה של מים נוזלים, אך נכחדו[21]. בנוסף, תהליך ההארצה מאפשר את הפיכתו של מאדים לכוכב לכת המתאים למחיה ליצורים החיים שבכדור הארץ. טיעון אחר לטובת הרעיון הוא שבני אדם כבר הצליחו להנחית עצמים על מאדים, ולכן נחיתה מאוישת היא אפשרית. הגשושית "קיוריוסיטי" (סקרנות) נחתה באוגוסט 2012 על פני מאדים, ומטרתה לבדוק האם מאדים מתאים לקיום חיים, או שהיה מתאים.

למרות כל אלו, לרעיון החיים על פני המאדים קשיים מהותיים. ראשית, מאדים קטן בהרבה מכדור הארץ, האטמוספירה שלו דלה ועתירת פחמן דו־חמצני והכבידה על פניו נמוכה יותר. האקלים במאדים קפוא מדי למחיה, ונטיית הציר שלו משתנה בקיצוניות כך שהשינויים באקלים עם השנים קיצוניים גם כן. במאדים לחץ אטמוספירי בשיעור של 0.6% מכדור הארץ והטמפרטורה הממוצעת על פניו היא 210K (‏63°C-), כך שמים יימצאו במצב מוצק בשל טמפרטורה נמוכה או יתאדו במהרה לאור לחץ האוויר הנמוך.

נוגה

Mgn p39146
תמונת רדאר של נוגה שצילמה הגשושית מגלן. בתמונה ניתן לראות הרי געש, עדות לפעילות וולקנית בנוגה.

נוגה הוא כוכב הלכת השני בסדרו מן השמש, והוא חולק עם כדור הארץ מאפיינים כמו קיומם של אטמוספירה, פעילות געשית, אפקט חממה, עננים ומשקעים, מגנטוספירה וגודל דומה. האטמוספירה של נוגה מכילה 96.5% פחמן דו־חמצני והיא צפופה פי 92 מזו של כדור הארץ, מה שגורם לאפקט חממה מאסיבי שמעלה את טמפרטורת פני השטח שלו ל־737K (‏464°C) ולכך שלא ניתן לראות אותם בשימוש בתחום האור הנראה[22]. הגשושית מגלן מיפתה בשנות ה־90 את פני השטח של נוגה באמצעות מכ"ם (רדאר), וגילתה שעל פניו יש הרי געש, עדות לקיומה של פעילות געשית, אולם לא ידוע אירוע התפרצות בהווה[23]. ישנה השערה כי נוגה הכיל בעבר כמות מים גדולה, והם התאדו כתוצאה ממגע מתמשך עם רוח השמש[24].

תנאי האקלים בנוגה אינם מתאימים למחיה עבור בני האדם: העננים שלו עשויים מאדים וטיפות זעירות של חומצה גופרתית, חומר פעיל שמפרק כל תרכובת אורגנית. הם מורידים גשמים חומציים שמתאדים בטרם הגיעו לקרקע בעקבות טמפרטורת פני השטח הגבוהה של נוגה, בנוסף לסופות ברקים שמתרחשות בו[25]. השכבות הגבוהות של אטמוספירת נוגה מקיפות אותו בקצב של כ־360 קמ"ש, כשבפני הקרקע המהירות איטית, אך האטמוספירה סמיכה יותר. השדה המגנטי של נוגה חלש בהרבה מזה של כדור הארץ, אחת הסיבות לכך היא סיבובו האיטי - יממה בנוגה אורכת כ־243 יממות ארציות.

גישה אחת להתמודדות עם תנאי הסביבה שבנוגה היא הארצה, כלומר להפוך את נוגה לישיב באופן מלאכותי באמצעות שינוי הרכב האטמוספירה שלו והצפתו באוקיינוסים[26]. גישה אחרת היא הקמת ערים צפות בגובה של 50 קילומטר מעל אדמת נוגה[27]. בגובה זה הלחץ האטמוספירי דומה לזה של כדור הארץ,

Polar Vortex in Color 02
בתמונה ניתן לראות את שכבות האטמוספירה השונות של טיטאן, אותן ניתן לחלק לשתיים: השכבה העליונה (בצבע כחול) שגורמת לאפקט חממה, והשכבה התחתונה - אובך סמיך (בצבע כתום אטום) הגורמת לאנטי אפקט חממה.

והטמפרטורה נעה בין 0°C ל־50°C[28]. המבנים של ערים אלו יהיו מלאים באויר בהרכב זהה לזה של כדור הארץ, ומכוח חוק ארכימדס הם יצופו מעל נוגה בגובה שבו הלחץ האטמוספירי החיצוני שווה לזה הפנימי. בנוסף, מאחר שלא בוצע שינוי בהרכב האטמוספירה של נוגה, יציאה מחוץ למבנה העיר יהיה קטלני עבור יצורים חיים בשל שיעור פחמן דו־חמצני וחומצה גופרתית גבוה.

טיטאן, הירח של שבתאי

PIA10008 Ligeia Mare crop
תמונת מכ"ם של ליגאיה מאר, אזור בטיטאן. אזורים שמשוערים להיות ימים של מתאן, אתאן וחנקן במצב נוזלי צבועים בכחול, ואזורים שמשוערים להיות קרקע ארצית צבועים בצהוב. הצבעים הם מלאכותיים.

טיטאן הוא הראשון מבין 62 ירחי שבתאי שהתגלה, והוא הירח השני בגודלו במערכת השמש, אחרי גנימד של צדק. טיטאן מעורר עניין מכיוון שהוא הירח היחיד במערכת השמש שיש לו אטמוספירה סמיכה, והעצם היחיד במערכת השמש מלבד כדור הארץ שעל פניו גופים נוזליים של חומר, המקבילים למקווי המים שעל כדור הארץ. האטמוספירה של טיטאן מכילה 94% חנקן ו־6% מתאן, שהם גזי חממה, מה שגורם לאפקט חממה. עם זאת, טיטאן הוא העצם היחיד במערכת השמש שיש לו גם רכיבים המחלישים ומקררים את עוצמת אפקט החממה[29]. הסיבה לכך היא הימצאות של שתי שכבות אטמוספירה עיקריות - העליונה בעלת אפקט מחמם, התחתית צפופה יותר ובעלת אפקט מקרר. הטמפרטורה בטיטאן היא 94K או ‎-179°C, טמפרטורה בה מים קפואים, אבל חומרים כמו מתאן, אתאן וחנקן שידועים על כדור הארץ כגזים, הם במצב צבירה נוזלי. משוער על פי תצפיות שבטיטאן ישנם אוקיינוסים של מתאן המתאדים לאטמוספירה, מתעבים לעננים ויורדים כגשמים במחזור דומה למחזור המים של כדור הארץ. מתאן הוא תרכובת אורגנית, לכן מכירים באפשרות שיכולים להיות חיים בטיטאן המבוססים על מתאן בדומה למיקרואורגניזמים יוצרי מתאן שקיימים על כדור הארץ.

לסיכום, טיטאן אינו דומה לכדור הארץ בתנאי הסביבה שלו עם טמפרטורה נמוכה, גודל קטן, כבידה חלשה והיעדר חמצן. עם זאת, הוא עשוי להכיל יצורים חד־תאיים והוא מרוחק מן השמש כך שבעתיד, כאשר השמש תתחמם והאזור הישיב יתרחב, הוא יתחמם גם כן. בנוסף קיימת השערה לפיה טיטאן דומה לכדור הארץ הקדום בטרם נוצרו בו חיים מלבד העובדה שהוא קר יותר[30], מה שמציב את טיטאן כירח שדומה לכדור הארץ, אך לא זהה.

מחוץ למערכת השמש

הסיכוי למצוא כוכב לכת חוץ־שמשי דומה לכדור הארץ אינו ניתן לחישוב מדויק מכיוון שלא נמצאו תאומי־ארץ ממשיים עדיין. הדעות החלוקות בעניין מתחלקות לשתי גישות עיקריות: האחת גורסת כי כוכבי לכת חוץ שמשיים אינם דבר נדיר מכיוון שכדור הארץ נוצר באופן רנדומלי לחלוטין (עקרון הממוצעות) ולכדור הארץ אין מעמד מיוחד ביקום (העקרון הקופרניקני), השנייה גורסת כי רצף האירועים שהוביל למצבו הנוכחי של כדור הארץ הוא מורכב ובעל סבירות נמוכה, לכן כוכבי לכת חוץ־שמשיים הדומים לכדור הארץ הם נדירים (היפותזת כדור הארץ הנדיר), ויכול להיות שאם נמצא אחד הוא יהיה רחוק מדי להגעה. על רקע אי הוודאות ובעקבות אי ההתאמה של עצמים במערכת השמש מדענים ממשיכים לחפש אקזופלנטות (כוכבי לכת חוץ־שמשיים) הדומות לכדור הארץ.

טלסקופ החלל COROT ששוגר בשנת 2006 וטלסקופ החלל קפלר ששוגר בשנת 2009 במטרה לחפש אקזופלנטות דמויות ארץ, הם האמצעים העיקריים לגילוי כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש. עד היום (פברואר 2014) אושרו 1077 אקזופלנטות, מתוכן בודדות דומות לכדור הארץ. בפרק זה רשימה חלקית של מועמדים אפשריים.

בשנת 2016 נמצאו עדויות[31] לפיהן ישנו כוכב לכת באזור הישיב של אלפא קנטאורי, המערכת הקרובה ביותר אלינו (מרחק 4.3 שנות אור).

קפלר־22b

Kepler-22b, Kepler-69c, Kepler-62e, Kepler-62f and Earth
השוואה בין כוכבי לכת פוטנציאליים לכדור הארץ, כאשר כולם מלבד כדור הארץ הם איורי אמן.
משמאל לימין: קפלר־22b, קפלר־69c, קפלר־62e, קפלר־62f וכדור הארץ.

כוכב הלכת קפלר־22b ‏(Kepler-22b) נצפה לראשונה בשנת 2009 ואושר בשנת 2011. הוא היה כוכב הלכת הראשון שנמצא באזור ישיב של כוכב דמוי שמשסוג G)[32]. כוכב הלכת מקיף את כוכב האם שלו במשך 290 יממות ארציות - כמעט כמו כדור הארץ, אך לא ידועה האקסצנטריות של מסלולו. הרדיוס שלו מוערך בכ־2.4 רדיוסי ארץ והמסה שלו מוערכת בכ־7.92 מסות ארץ, מה שהופך אותו לסופר־ארץ[33]. מסלולו של כוכב הלכת קרוב לכוכב האם בכ־15% מאשר כדור הארץ לשמש, אולם קפלר־22 מאיר בכ־25% פחות מן השמש, כך שהטמפרטורה על פניו עשויה להיות דומה לכדור הארץ. טמפרטורת שיווי המשקל (ללא אטמוספירה) שלו היא ‎-11°C, ובתוספת אפקט חממה כפי שיש בכדור הארץ הטמפרטורה הממוצעת על פניו היא 22°C. צפיפותו דומה לצפיפות כדור הארץ, אך לא ברור עדיין אם זהו כוכב לכת ארצי[34].

גליזה 581c

גליזה 581c ‏(Gliese 581c) הוא כוכב לכת המקיף את הננס האדום גליזה 581 והתגלה בשנת 2007. כוכב האם אותו מקיף קטן פי שלושה מן השמש, והטמפרטורה שלו היא 3200K. מסת כוכב הלכת מוערכת להיות כ־5.6 מסות ארץ, אולם לא ידוע הרדיוס שלו והרכבו הכימי[35]. בהנחה שזהו כוכב לכת ארצי שלו ליבת ברזל גדולה בדומה לכדור הארץ ניתן להעריך שקוטרו הוא כ־1.5 מזה של כדור הארץ, אך לא ניתן להעריך זאת במדויק בהיעדר נתונים כמו צפיפות והרכב כימי. זה כוכב הלכת החוץ־שמשי הראשון שהתגלה בתוך תחום האזור הישיב של כוכב האם שלו, ועל מנת לדעת את הטמפרטורה עליו יש להתחשב באלבדו ואפקט החממה. בהנחה שהכוכב ללא אטמוספירה, עם אלבדו כמו של נוגה (0.64) הטמפרטורה על פניו תהיה ‎-3°C ועם אלבדו כמו של כדור הארץ (0.2496) הטמפרטורה על פניו תהיה 40°C. גילוי זה השפיע על החברה האנושית בכך שהוביל לשליחת אות רדיו עוצמתית לעבר כוכב הלכת ב־9 באוקטובר 2009 מכדור הארץ, ובה 501 מסרים שנבחרו בתחרות[36].

עם זאת, התאמתו של כוכב הלכת שנויה במחלוקת. הכוכב גליזה 581 הוא ננס אדום, מה שגורם לו להיות מועד להתפרצויות אנרגיה עוצמתיות. נוסף על סכנת הקרינה, טמפרטורת שיווי המשקל של כוכב הלכת (‎-3°C - 40°C) היא הטמפרטורה המינימלית שלו, ובהיעדר מידע על האטמוספירה שלו הוא עשוי להיות חם בהרבה מן הצפוי. לא ידוע אם זהו כוכב לכת ארצי או שהוא דומה יותר לצדק או נפטון, כאשר יש סבירות גבוהה שכוכבי לכת בגודל סופר־ארץ דומים לנפטון[37]. נתון נוסף שעשוי להקשות על התאמתו הוא המסלול המסונכרן של גליזה 581c עם כוכב האם שלו. מסלול מסונכרן משמעותו שכוכב הלכת מפנה תמיד את אותו הצד לכוכב שלו כך שמחצית ממנו מוארת באופן תמידי והמחצית השנייה אינה מוארת כלל, מה שגורם להפרשי טמפרטורות קיצוניים בין שני החצאים.

כוכב לכת נוסף במערכת, גליזה 581g (נקרא גם זארמינה), התגלה בשנת 2010[38], אולם קיומו לא אושר עדיין. אם הוא אכן קיים, יהיה כוכב הלכת הדומה ביותר לכדור הארץ שנמצא מכיוון שהוא נמצא בדיוק במרכזו של האזור הישיב של גליזה 581. כוכב לכת בלתי מאושר נוסף במערכת הוא גליזה 581d, ואם הוא קיים הוא יימצא בחלקו החיצוני של האזור הישיב. המסה המינימלית שלו, בדומה לגליזה 581c, היא כ־5.6 מסות ארץ. בהיעדר אטמוספירה הטמפרטורה בצידו המואר תהיה כ־100°C וכ־‎-150°C בצידו החשוך, אך קיום של אטמוספירה סמיכה עשוי להפוך אותו לדומה יותר לכדור הארץ.

גליזה 667Cc

גליזה 667 היא מערכת מרובת כוכבים בה שלושה כוכבים המסומנים באותיות A,‏ B ו־C, ולהם סיווג ספקטרלי של K3V,‏ K5V ו־M1.5V בהתאמה[39]. מאז הגילוי של האקזופלנטה הראשונה במערכת נעשו ניסיונות לבניית מודל יציב של המערכת עבור ארבעה וחמישה כוכבי לכת. על פי המודל העדכני ביותר עבור שבעה כוכבים, סביב הכוכב גליזה 667C סובבים לפחות חמישה כוכבי לכת ודאיים ושניים בלתי מאושרים, כאשר שלושה מהם בגודל סופר־ארץ ובטווח האזור הישיב. מוערך כי כוכב הלכת גליזה 667Cc מקבל מכוכב האם שלו 90% מהקרינה שכדור הארץ מקבל מן השמש, ושחלק גדול מהקרינה הזו היא בתחום התת־אדום ולא בתחום האור הנראה.

קפלר־62f,e

קפלר־62 (Kepler-62) הוא כוכב מסוג K2V שבטווח האזור הישיב שלו נמצאים כוכבי הלכת קפלר־62e וקפלר־62f. מלבד הימצאותם באזור הישיב, הגודל שלהם קטן דיו (1.4 ו־1.6 רדיוסי ארץ) כדי לאפשר להם להיות ארציים או מכוסי אוקיינוס עם ליבה מוצקה. רוב כוכבי הלכת שהתגלו קודם לכן הם גדולים בהרבה מכדור הארץ ולכן בעלי סיכוי רב יותר להיות דומים לצדק או לנפטון, ואילו השניים בעלי סיכוי רב יותר להיות דמויי ארץ. טמפרטורות שיווי המשקל של כוכבי הלכת e,‏ f הן 270K, 208K בהתאמה (‎-65°C,‏ ‎-3°C) ומשך הקפת כוכב האם שלהם הוא 122, 267 יממות ארציות בהתאמה[40].

קפלר־69c

קפלר־69 (Kepler-69) הוא כוכב הסדרה הראשית מסוג G, כלומר הוא דומה מאוד לשמש. סביבו חג כוכב הלכת קפלר־69c, אשר הרדיוס שלו הוא 1.7 רדיוסים של כדור הארץ וזמן ההקפה שלו הוא 242.5 יום. עם הגילוי שלו בשנת 2013 הוא עורר עניין ככוכב דמוי ארץ, אולם מיקומו בגבול הפנימי של האזור הישיב הופך אותו לדומה יותר לנוגה[41].

קפלר־452b

קפלר־452bאנגלית: Kepler-452b) הוא כוכב לכת חוץ־שמשי הסובב סביב כוכב מסוג G2 קפלר־452. הוא התגלה על ידי טלסקופ החלל קפלר והתגלית פורסמה על ידי נאס"א ב־23 ביולי 2015. הוא הכוכב הקטן ביותר שאותר באזור ישיב ועשוי לאפשר חיים.

קפלר־452b גדול ב־60% יותר מכדור הארץ, והשמש שלו גדולה ב־10% מהשמש של כדור הארץ. המרחק בין הכוכב לכדור הארץ הוא 1,400 שנות אור, והוא נמצא בקבוצת הכוכבים ברבור. בנאס"א סבורים כי פני השטח של קפלר־452b הם סלעיים ודומים לאלו של כדור הארץ.

K2-18b

כוכב לכת המרוחק 110 שנות אור ומקיף כל 33 יום את הננס אדום K2-18; באטמוספירה שלו נתגלו לראשונה בשנת 2019 אדי מים.

הארצה

הארצה היא תהליך היפותטי בו הופך גרם שמיים בלתי ישיב לישיב עבור בני אדם (דמוי ארץ) באופן מלאכותי. התהליך תואר לראשונה ביצירות מדע בדיוני ומזוהה בעיקר איתן, אך היום גורמים כמו נאס"א דנים באפשרות מכוונה עתידית לעשות כן. האמצעים הטכנולוגיים של ימינו אינם מאפשרים הארצה מלאה של גרם שמיים, והעלויות הכלכליות יחד עם הקצב האיטי של התהליך הופכות אותו ללא כדאי עדיין.

תהליך הארצה יכלול שינויים במאפיינים כמו אטמוספירה, הימצאות מים, אפקט חממה, תוואי השטח וקיום ביוספירה מתאימה. ההתאמות יעשו בהתאם לעצם אותו רוצים להאריץ, לדוגמה - מאדים הוא כוכב לכת קר, עם אטמוספירה דלילה שמכילה בעיקר פחמן דו־חמצני וללא מים נוזליים על פני השטח. הארצתו עשויה לכלול את העשרת האטמוספירה שלו בפחמן דו־חמצני שמצוי על פניו בצורת קרח כדי להגביר את אפקט החממה, ואז יישובו באצות שיבצעו פוטוסינתזה וימירו את הפחמן הדו־חמצני לחמצן. התהליך המלא מורכב בהרבה וכולל אספקטים נוספים.

ראו גם

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

  1. ^ 1.0 1.1 קטלוג אקזופלנטות מאושרות (אנגלית)
  2. ^ אבי בליזובסקי, ‏715 כוכבי לכת חדשים שגילתה החללית קפלר זכו לאישור בבת אחת בהם שניים גדולים מעט מכדור הארץ באיזורי החיים של השמשות שלהם, באתר "הידען", 27 בפברואר 2015
  3. ^ ניו יורק טיימסמחקר: מיליארדי כוכבי לכת המתאימים לחיים בשביל החלב, באתר הארץ, 5 בנובמבר 2013
  4. ^ לי בִּילִינְגְס, ‏איך למצוא עוד כדור ארץ, במדור סיינטיפיק אמריקן של מכון דוידסון, 7 באוגוסט 2016
  5. ^ Orbital stability (קישור לערך בוויקיפדיה האנגלית) יציבות המסלול קובעת אם עצם ישאר במסלולו או יסטה ממנו.
  6. ^ נתונים על אקזופלנטות (כוכבי לכת חוץ־שמשיים) לקוחים מכאן (אנגלית). נתונים על כוכבי לכת במערכת השמש לקוחים מכאן (אתר נאס"א).
  7. ^ ערך זה קובע פי כמה גדולה מסת כוכב הלכת מזו של כדור הארץ, והכפלתו במסת כדור הארץ תתן את מסת כוכב הלכת.
  8. ^ ערך זה קובע פי כמה גדול רדיוס כוכב הלכת מזה של כדור הארץ, והכפלתו ברדיוס כדור הארץ תתן את רדיוס כוכב הלכת.
  9. ^ Signals embedded in the radial velocity noise. Periodic variations in the tau Ceti velocities נמצאו 5 אותות מהכוכב, וישנה השערה כי אלו פלנטות. בהנחה שאלו אכן פלנטות ניתן להעריך את המסה שלהן.
  10. ^ Rebecca Morelle, Atmosphere found around Earth-like planet GJ 1132b, in BBC website, 6 April 2017 (באנגלית)
  11. ^ קישור למאמר): בשנת 2012 פורסם מאמר על גילוי כוכב לכת חדש במערכת אלפא קנטאורי B.
  12. ^ קישור למאמר: במאי 2013 האסטרונום ארטי פ. הצס פרסם מאמר תגובה למאמר על הגילוי ומטיל בספק את הוודאות בקיומו של כוכב הלכת.
  13. ^ נתוני הטבלה לקוחים מכאן
  14. ^ פיתוח הנוסחא נוצר על ידי השוואת הספק הקרינה שכוכב הלכת מקבל עם הספק הקרינה שכוכב הלכת פולט.
  15. ^ נתוני האטמוספירה מגיעים מהערכים כדור הארץ ונוגה שבוויקיפדיה.
  16. ^ The Habitable Zone (אנגלית)
  17. ^ A Catalog of Nearby Habitable Stellar Systems. זהו המקור לכל הנתונים בפרק האנלוג השמשי.
  18. ^ דר. משה נחמני, ‏בשמש אין ליתיום כי יש לה כוכבי לכת, באתר "הידען", 14 בנובמבר 2009
  19. ^ 19.0 19.1 קטלוג אקזופלנטות, Exoplanet.org
  20. ^ מתוך הערך אלפא קנטאורי.
  21. ^ קנת צ’אנג, ניו יורק טיימס, נאס"א: ממצאי קיוריוסיטי שוללים קיום חיים על מאדים, באתר הארץ, 20 בספטמבר 2013
  22. ^ מתוך הערך נוגה בוויקיפדיה
  23. ^ רמי יושובייב, ‏ונוס אקספרס תחפש הרי געש פעילים בנוגה, באתר "הידען", 7 באפריל 2008
  24. ^ אבי בליזובסקי, ‏רוח השמש אחראית להעלמות המים מנוגה, באתר "הידען", 22 בספטמבר 2009
  25. ^ Lightning Storms on Venus Similar to Those On Earth
  26. ^ רן לוי, ‏בהצלחה, ותזהרו מהדובים – על קרל סייגן, והתיישבות אנושית במאדים ונוגה, באתר "הידען", 2 באוקטובר 2012
  27. ^ Colonizing Venus With Floating Cities, באתר Universe Today
  28. ^ Venus Atmosphere Temperature and Pressure Profiles
  29. ^ Titan: Greenhouse and Anti-Greenhouse
  30. ^ יוניברס טודיי, ‏טיטאן נראה כמו כדור הארץ לפני היווצרות החיים, באתר "הידען", 10 באוגוסט 2009
  31. ^ איתי נבו, מכון ויצמן, מכון דוידסון, כוכב דמוי כדור הארץ התגלה במרחק של 4 שנות אור, באתר ynet, 24 באוגוסט 2016
  32. ^ NASA's Kepler Mission Confirms Its First Planet in Habitable Zone of Sun-like Star, באתר נאס"א
  33. ^ PHL's Exoplanets Catalog
  34. ^ Kepler-22b: Facts About Exoplanet in Habitable Zone, באתר space.com.
  35. ^ Exoplanet catalog - Gliese 581c
  36. ^ Mssages from Earth sent to distant planet by Bebo
  37. ^ Super-Earths are more like mini-Neptunes
  38. ^ אבי בליזובסקי, ‏כוכב הלכת הדומה ביותר לכדור הארץ התגלה במרחק 20 שנות אור, באתר "הידען", 1 באוקטובר 2010
  39. ^ A dynamically-packed planetary system around GJ667C with three super-Earths in its habitable zone
  40. ^ Kepler-62: A five-planet system with planets of 1.4 and 1.6 Earth radii in the Habitable Zone
  41. ^ A Potential Super-Venus in the Kepler-69 System
2018 במדע

ערך מורחב – 2018

K2-18b

K2-18b (ידוע גם בשם EPIC 201912552 b) הוא כוכב לכת חוץ-שמשי המקיף את הננס האדום K2-18 כל 33 יום, הוא נמצא במרחק של 124 שנות אור ממערכת השמש. כוכב הלכת התגלה באמצעות טלסקופ החלל קפלר, ומסתו גדולה פי שמונה ממסת כדור הארץ.

כוכב הלכת נמצא באזור ישיב, ומחקר משנת 2017 מלמד כי הוא ככל הנראה כוכב לכת דמוי ארץ בגודל סופר ארץ.

בשנת 2019 התגלתה כמות ניכרת של מים באטמוספירה שלו, כפי שעולה משני מחקרים בלתי מתואמים, שהתבססו על נתונים משולבים של תצפיות מטלסקופ החלל קפלר, טלסקופ החלל האבל וטלסקופ החלל שפיצר. הוא כוכב הלכת החוץ-שמשי הראשון שנמצא באזור ישיב שהתגלו בו מים, ולמרות זאת, ככל הנראה, אין בו תנאים לקיום חיים.

TRAPPIST-1f

TRAPPIST-1f הוא כוכב לכת סלעי במערכתו של הכוכב TRAPPIST-1, כוכב הלכת נמצא באזור ישיב יחד עם שני כוכבי לכת נוספים במערכת - E ו־D. כוכב הלכת ממוקם 39.13 שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים דלי. כוכב הלכת התגלה דרך טלסקופ החלל שפיצר ב־22 בפברואר 2017 כחלק מתגלית מערכת השמש כולה.

הכוכב הוא השלישי בגודלו במערכת השמש ואורך השנה בו עומד על 9 ימים בלבד.

TRAPPIST-1g

TRAPPIST-1g הוא כוכב לכת חוץ־שמשי אשר נמצא במערכת הכוכבים TRAPPIST-1, הנמצאת במרחק של כ־39.13 שנות אור מכדור הארץ. כוכב לכת זה הוא הגדול ביותר במערכת כוכבים זו.

את כוכב הלכת גילו מדענים בשנת 2017, ולהערכתם יש סיכוי שיהיו עליו מים נוזלים ואפילו חיים משום שהוא נמצא באזור ישיב.

כוכב הלכת בעל מסה של פי 1.34 ממסת כדור הארץ ורדיוס הגדול פי 1.127 מרדיוס כדור הארץ, יש לו אטמוספירה, והוא מקיף את שמשו תוך כ־12.35 ימים ארציים.הכוכב מקבל אותה כמות אור כמו שחגורת האסטרואידים שנמצאת במערכת השמש שלנו.

אלפא קנטאורי

אלפא קנטאורי (נקראת גם ריגל קנטאורי, טולימן או גליזה 559) היא מערכת הכוכבים הקרובה ביותר למערכת השמש הממוקמת במרחק של כ-4.37 שנות אור ממנה, והיא מורכבת משלושה כוכבים: פרוקסימה קנטאורי שהוא הקרוב ביותר למערכת השמש שלנו, אלפא קנטאורי A שהוא מאותו טיפוס ספקטראלי של השמש, ואלפא קנטאורי B. המערכת מופיעה בשמיים של כדור הארץ כחלק מקבוצת הכוכבים קנטאור. הסברה היא שהכוכב פרוקסימה קנטאורי הסמוך למערכת זו מקושר גם הוא למערכת אך לא נמצאו עדויות מספיקות שיתמכו בסברה שהוא הצלע השלישית במערכת מרובת כוכבים.

גליזה 581c

גליזה 581c (אנגלית: Gliese 581 c) הוא כוכב לכת שמקיף כוכב מסוג ננס אדום אשר נקרא גליזה 581. כוכב לכת זה הוא השני שהתגלה במערכת זו והשלישי במרחקו מגליזה 581. המסה שלו היא לפחות פי 5.6 מזו של כדור הארץ, כוכב לכת זה מוגדר כסופר-ארץ (כוכב לכת עם מסה של פי 10-1 מזו של כדור הארץ). הוא היה כוכב הלכת החוץ שמשי הקטן ביותר שהתגלה שמקיף כוכב מהסדרה הראשית, אך ב-21 באפריל 2009 התגלה עוד כוכב לכת במערכת זו, Gliese 581 e ולו מסה של פי 1.9 מכדור הארץ.

גליזה 581c נחשב ייחודי מכיוון שהוא דווח ככוכב הלכת דמוי-ארץ הראשון שנמצא באזור הישיב, שוררת בו טמפרטורה מתאימה להימצאותם של מים נוזלים על פני השטח, ובהרחבה, בכוכב לכת זה מסוגלים להתקיים יצורים אקסטרמופילים (יצורים שחיים בטמפרטורה קיצונית, יצורים אלה קיימים באזורים עם טמפרטורה קיצונית גם בכדור הארץ). גליזה 581c הוא לא היחיד במערכת זו אשר נמצא באזור ישיב, גליזה 581g (שקיומו עדיין לא אושר) גם הוא נמצא באזור הישיב ואף נחשב למועמד ראוי יותר לקיום קיים.

בשנת 2008 נשלח מסר מכדור הארץ אל עבר גליזה 581c והוא צפוי להגיע ליעדו בשנת 2029.

במונחים אסטרונומיים, מערכת גליזה 581 היא יחסית קרובה לכדור הארץ, היא במרחק של 20.3 שנות אור (192 טריליון קילומטרים) מכדור הארץ ונמצאת בקונסטלציית מאזניים. המרחק, יחד עם הנטייה והעלייה הישרה נתן לנו את מיקומה המדויק בגלקסיה שלנו. היא מוגדרת כ-גליזה 581 בגלל מספרה בקטלוג Gliese Catalogue of Nearby Stars, והיא מערכת הכוכבים ה-89 שהכי קרובה לשמש.

גליזה 581g

גליזה 581g (באנגלית: Gliese 581 g) ולפעמים גם נקרא זארמינה הוא כוכב לכת חוץ-שמשי שעדיין לא אושר (ושנוי במחלוקת) אשר עשוי להקיף כוכב מסוג ננס אדום הנקרא גליזה 581, ונמצא במרחק של 20 שנות אור מכדור הארץ בקונסטלציית מאזניים. וזה הוא לכאורה כוכב הלכת השישי שהתגלה במערכת גליזה 581. הגילוי של כוכב הלכת הוכרז בסוף ספטמבר 2010, אחרי עשור של תצפיות. אולם, צוות המחקר עדיין לא יכל לאשר בוודאות את קיומו של כוכב לכת זה.

גליזה 581g משך תשומת לב רבה מכיוון שהוא נמצא ליד אמצע האזור הישיב של כוכב האם שלו, גליזה 581. זאת אומרת שכוכב לכת זה עשוי להכיל מים במצב נוזלי על פני השטח שלו ועקב כך עשוי להכיל צורות חיים בדומה לזו שבכדור הארץ. (אולם, הטמפרטורה שכנראה שוררת בכוכב לכת זה היא בין 12- ל 37- °C). אם כוכב לכת זה הוא כוכב לכת סלעי, תנאים אטמוספירים חיוביים יכולים לאשר נוכחותם של מים במצב נוזלי על פני השטח של גליזה 581g, וכתוצאה מכך קיום חיים על כוכב לכת זה עשוי להיות כנראה אפשרי. המסה של גליזה 581g היא בין 3.1 ל 4.3 כפול ממסת כדור הארץ ולכן הוא נחשב לכוכב לכת מסוג סופר-ארץ (כוכב לכת חוץ-שמשי אשר מסתו גדולה מזו של כדור הארץ אבל קטנה מזו של ענקי הגזים אורנוס ונפטון) בנוסף הוא הסופר-ארץ הכי קרוב לכדור הארץ שנמצא באזור ישיב. למעשה, כוכב לכת זה הוא בעל הסיכויים הגדולים ביותר לקיום חיים מחוץ למערכת השמש שלנו.

הזיהוי המשוער של גליזה 581g אחרי תקופה קצרה של חיפושים, והעובדה שכוכב לכת עם סיכוי כה גדול לקיום חיים נמצא ממש סמוך לכדור הארץ (מבחינה אסטרונומית) הובילה לכך שאסטרונומים משערים כי אחוז כוכבי הלכת שמקיימים תנאי מחיה וקיום ראויים עשוי להיות גדול הרבה יותר מ-10 אחוז.

כדור הארץ הנדיר

"כדור הארץ הנדיר: מדוע חיים מורכבים נדירים ביקום" (באנגלית: Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe) הוא ספר מדע פופולרי שפורסם בשנת 2000 ונכתב על ידי פיטר ווארד, גאולוג ופלאונטולוג, ודונלד י. בראונלי, אסטרונום ואסטרוביולוג. הספר עוסק בשאלה מדוע לא נמצאו חיים תבוניים מחוץ לכדור הארץ ומבקר גישות כמו עקרון הממוצעות, נוסחת דרייק וניסיונות לחיפוש חוצנים דוגמת פרויקט סט"י.

כוכב ברנרד

כוכב ברנרד (באנגלית: Barnard's Star) הוא ננס אדום בקבוצת הכוכבים "נושא הנחש", שהתגלה ב-1916 על ידי האסטרונום האמריקאי אדוארד ברנרד וקרוי על שמו. התנועה העצמית המהירה של הכוכב, כ-10.3 שניות קשת לשנה, היא הגבוהה ביותר שנמדדה עבור כוכב כלשהו, והיא גם הסיבה לכך ששמו הנוסף הוא Velox Barnardi, "הנמלט של ברנרד" בלטינית. מרחקו של כוכב ברנרד מהשמש הוא 5.9 שנות אור (כ-1.8 פרסק), כך שהוא הקרוב ביותר לשמש בקבוצת הכוכבים שלו, ולכוכב השני במרחקו מהשמש, אחרי מערכת אלפא קנטאורי. למרות קרבתו, הכוכב אינו נראה לעין הבלתי מזוינת.

כוכב ברנרד היה מושא למחקרים רבים הודות לקרבתו ומיקומו הנוח לתצפית – סמוך לקו המשווה השמימי. מחקרים התמקדו במאפייני הכוכב, מדידות אסטרומטריות וחיפוש אחר כוכבי לכת אפשריים. למרות גילו המתקדם, תצפיות מהתקופה האחרונה הראו כי הכוכב עדיין עובר אירועי התפרצות, הדומים להתפרצויות שמש. כמו כן, הכוכב הוזכר כיעד אפשרי במחקרים בתחום מסע בין-כוכבי לא-מאויש.

הכוכב היה גם מוקד למחלוקת: במהלך שנות ה-60, הערכותיו של האסטרונום פיטר ואן-קאמפ בדבר קיום כוכב לכת גזי יחיד או יותר במסלול סביב הכוכב היו מקובלות בקרב אסטרונומים. כיום, אף על פי שקיום כוכבי לכת קטנים עדיין אפשרי, קיומם של ענקי גז נפסל ותצפיותיו של ואן קאמפ הופרכו. בנובמבר 2018 התגלה כוכב לכת דמוי ארץ אשר מקיף את כוכב ברנרד.

כוכב ברנרד b

כוכב ברנרד b (נקרא גם GJ 699 b) הוא כוכב לכת חוץ-שמשי, ככל הנראה סלעי ומכוסה קרח, המקיף את כוכב ברנרד ומרוחק 5.978 שנות אור ממערכת השמש. על גילויו הוכרז רשמית בנובמבר 2018. הוא כוכב לכת חוץ-שמשי השני הכי קרוב לכדור הארץ (אחרי פרוקסימה קנטאורי b). הוא כוכב לכת דמוי ארץ מכיוון שנמצא באזור ישיב. הוא משלים הקפה סביב הכוכב כל 232.8 יום במרחק ממוצע של 0.4 יחידות אסטרונומיות, מרחק הדומה לזה של כוכב חמה סביב השמש.

כוכב לכת זה קר מאוד, עם טמפרטורה ממוצעת של 168- מעלות צלזיוס ומקבל רק 2% מהקרינה שמגיעה מהשמש לכדור הארץ, אולם המחקר הצביע על כך שבצעירותו היה חם יותר ב-70 מעלות צלזיוס וכך שאם לברנרד b יש גלעין גדול של ברזל או ניקל כמו ליבת כדור הארץ – ייתכן שגלעין זה ממשיך לחמם את המים מתחת לפני השטח, בדומה לתהליך שאנו רואים באגמים התת-קרקעיים של יבשת אנטארקטיקה ובירח הקרח אירופה.

כוכב דמוי שמש

כוכב דמוי שמש (מאנגלית: solar analog, נקרא גם אנלוג שמשי) הוא כוכב הדומה בתכונותיו לשמש. תכונות הנמדדות לקביעת הידמותו של כוכב לשמש הן מסה, סיווג ספקטרלי, מתכתיות, טמפרטורה, סוג המערכת של הכוכב, כוכבי לכת המקיפים אותו והשתייכותו לסדרה הראשית. מציאת כוכב הדומה לשמש הוא מרכיב חשוב במציאת כוכב לכת דמוי ארץ, כלומר כוכב לכת הדומה בתנאי סביבתו לכדור הארץ.

כוכב לכת

כּוֹכַב לֶכֶת או פלנטה (מיוונית Πλανήτης, "נע ונד") הוא גרם שמים, שאינו כוכב, המוגדר על פי האיגוד האסטרונומי הבינלאומי באופן הבא:

במערכת השמש:

(א) נמצא במסלול קבוע סביב השמש;

(ב) בעל מסה גדולה דיו כדי שכוח המשיכה שלו יצור צורה הקרובה לצורה כדורית;

(ג) הוא מפנה את מסלולו מעצמים אחרים;או מחוץ למערכת השמש:

(1) נמצא במסלול קבוע סביב כוכב או שאריות של כוכב;

(2) המסה שלו מתחת למסה הדרושה להיתוך תרמו-גרעיני של דאוטריום;

(3) בעל דרישות מסה/גודל למעמד פלנטרי במערכת השמש שלנו; כוכב לכת מקיף את השמשלעומת השמש, שהיא כוכב הפולט קרינה אלקטרומגנטית - כוכבי הלכת המקיפים את השמש אינם מקרינים אור: המסה שלהם קטנה בהרבה ממסתם של הכוכבים הכי קלים, והלחץ במרכזם אינו מאפשר תגובות גרעיניות מספיק משמעותיות בשביל לפלוט כמות ניכרת של אנרגיה. לפיכך אין להם אור משל עצמם, והם נראים מאירים כי הם מחזירים את אור השמש הפוגע בהם.

הגדרת כוכב לכת במערכת השמש הוכרזה על ידי האיגוד האסטרונומי ב-2006, בעוד ההגדרה של כוכב לכת חוץ-שמשי הוצגה ב-2003. הכרזות אלו נועדו להסדיר הגדרות פורמליות בתחום, לאחר עשורים של תגליות. בהתאם, מכילה מערכת השמש שלושה סוגי גופים:

כוכבי לכת;

כוכבי לכת ננסים;

גופים קטנים במערכת השמש (אסטרואידים, קנטאורים, שביטים, גופים טרנס-נפטוניים, כוכבי לכת מינורים ואחרים).על פי אותן הגדרות במערכת השמש ישנם שמונה כוכבי לכת - ארבעת כוכבי הלכת הארציים כוכב חמה, נוגה, כדור הארץ, מאדים, וארבעת ענקי הגז צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. בעבר פלוטו נחשב אף הוא לכוכב לכת, אך מעמדתו שונה לכוכב לכת ננסי.

מבחינה פיזיקלית לא קיים הבדל משמעותי בין כוכבי לכת במערכת השמש לבין כוכבי לכת חוץ שמשיים, כך שלעיתים מכנים את שתי הקבוצות בשם "כוכבי לכת". הענף המדעי שחוקר כוכבי לכת נקרא מדעים פלנטריים והוא משלב בתוכו מדעי החלל עם מדעי כדור הארץ.

כוכב לכת חוץ-שמשי

כוכב לכת חוץ־שמשי או אקזופלנטה (באנגלית: Exoplanet) הוא כוכב לכת הנמצא מחוץ למערכת השמש, כלומר מקיף כוכב אחר. נכון לתחילת 2019, זוהו למעלה מ-3,900 כוכבי לכת ב־2,700 מערכות שונות. ידועים גם גופים דמויי כוכב לכת שאינם מקיפים כל כוכב, המכונים "כוכבי לכת תועים", אך הם אינם מוגדרים ככוכבי לכת.

כוכבי לכת חוץ־שמשיים היו מושא לחקירה מדעית החל מאמצע המאה ה-19. אסטרונומים העריכו באופן כללי שכמה מהם קיימים, אך לא ידעו עד כמה הם נפוצים ועד כמה הם דומים לכוכבי הלכת במערכת השמש. הגילוי המאושר הראשון נעשה לבסוף באמצע שנות התשעים של המאה ה-20. מאז שנת 2002, התגלו למעלה מ־20 כוכבי לכת חדשים מדי שנה, ומאז שיגורו של טלסקופ החלל קפלר מתגלים מאות מועמדים לכוכבי לכת כאלו בשנה. ההערכה הנוכחית היא שלפחות ל־10% מהכוכבים הדומים לשמש יש מערכת כוכבי לכת, וייתכן שהיחס האמיתי גבוה אף יותר. גילוי כוכבי לכת חוץ־שמשיים גם מעלה את השאלה "האם ייתכן שכמה מהם מספקים אפשרות לקיום חיים חוץ־ארציים". נכון לעכשיו, קפלר-22b וקפלר-452b נראים כדוגמה הטובה ביותר שהתגלתה עד כה של כוכבי לכת ארציים המקיפים את השמש שלהם באזור המכונה "אזור החיים", כלומר אזור שבו הטמפרטורה מאפשרת קיומם של מים במצב נוזלי, אחד התנאים החשובים לחיים. גודלו של אזור זה משתנה בהתאם לטמפרטורה של הכוכב הראשי במערכת.

ב־18 בינואר 2007 שוגר טלסקופ החלל COROT של סוכנות החלל האירופית שמטרתו לגלות כוכבי לכת חוץ־שמשיים נוספים. טלסקופ זה הוא הראשון בסדרה שבמסגרתה ישוגרו טלסקופים או אף מערכי טלסקופים.

משימות עתידיות נוספות כוללות את (Terrestrial Planet Finder (TPF של נאס"א ודרווין של סוכנות החלל האירופית.

ב־6 במרץ 2009 שוגר בהצלחה טלסקופ החלל קפלר, המסוגל לראשונה לגלות כוכבי לכת ארציים באזורים הישיבים סביב שמשות אחרות, על פי שינויי בהירות מחזוריים מזעריים של הכוכב. טלסקופ זה מסוגל לתצפת בו־זמנית וברציפות על 100,000 כוכבים, ובפרק הזמן שהוקצב למשימה (3.5 שנים) צפוי להניב מדגם סטטיסטי מייצג עבור תפוצתם של כוכבי לכת ארציים וענקי גזים באזורנו בשביל החלב.

נכון לנובמבר 2013, זיהה קפלר 3,457 מועמדים לכוכבי לכת.

במחקר מקיף שפורסם ב־2012 טוענים חוקרים שסטטיסטית לכל כוכב יש כוכב לכת, ועל כן בגלקסיית שביל החלב יש כ־100 מיליארד כוכבי לכת, מתוכם כ־1,500 בתוך טווח מרחק של 50 שנות אור הקרובות לשמש. בנוסף, על פי החוקרים כוכבי לכת דמויי ארץ נפוצים יותר מכוכבי לכת דמויי צדק, וישנם בגלקסיה כ־10 מיליארד כוכבי לכת דמויי ארץ.

בתאריך 26 בפברואר 2014, הכריזה נאס"א על אימות הגילוי של 715 כוכבי לכת חוץ־שמשיים חדשים אשר סובבים סביב 305 כוכבי האם שלהם אותם גילה טלסקופ החלל קפלר (מה שאומר שבממוצע סביב כל כוכב סובבים בערך שני כוכבי לכת). כוכבי לכת אלה התגלו על ידי שיטה סטטיסטית הנקראת "אימות על ידי ריבוי". 95% מכוכבי הלכת שהתגלו היו קטנים יותר מנפטון, 4% מהם היו קטנים יותר מ־2.5 פעמים גודל כדור הארץ ונמצאו באזור ישיב, אזור שבו כוכב הלכת נמצא במרחק המתאים מכוכב האם ומאפשר טמפרטורת פני שטח ראויה להימצאות מים, מה בסופו של דבר יכול לאפשר לחיים להתפתח.

מלכודת פתאים

מלכודת פתאים (באנגלית: Sucker Bait) הוא נובלת מדע בדיוני קצר מאת אייזק אסימוב. הנובלה הופיעה לראשונה בגליונות פברואר ומרס 1954 של Astounding Science Fiction, ותורגמה לעברית בשנת 1980 בספר כדרך בני מאדים. זוהי הנובלה הארוכה ביותר של אסימוב.

מסע בין-כוכבי

מסע בין־כוכבי (באנגלית Interstellar travel) הוא מושג היפותטי המתאר את טיסתה של משימת חלל, מאוישת או בלתי מאוישת, בין כוכבים או בין מערכות כוכבי לכת. בהיעדר טכנולוגיות עתידיות שישפרו את המהירות, מסע זה צפוי לארוך זמן רב באופן משמעותי יותר מהמשימות לחקר מערכת השמש, בגלל המרחקים העצומים, ומסע אשר יארך זמן רב מדי יאבד מן הרלוונטיות שלו או בכלל מן הסבירות לעצם יכולת קיומו.

נכון לטכנולוגיה הקיימת כיום, לא נמצאות שיטות הנעה של חללית המציעות למעשה האצה למהירות הנדרשת לשם הגעה לכוכב אחר (ולו הקרוב ביותר) בזמן החיים הממוצע של בן אדם – אפילו במערכת היפותטית בה יש יעילות הנעה מושלמת, האנרגיה הקינטית המתאימה היא עצומה ביחס לסטנדרטים כיום. בנוסף, במהירויות אלו קיימת סכנה משמעותית של פגיעות המשימה בשל המהירות העצומה במקרה של התנגשות עם אבק וגז בתווך הבין־כוכבי ויש לפתח מערכות הגנה ייעודיות מפני חום ומפני עצמים בדרך.

למסע בין־כוכבי יש מספר יתרונות:

כבר בפיתוח חללית מתאימה ושיטות הנעה, כמו גם מערכות תקשורת עם החללית, יש יתרונות מחקריים שעשויים לשמש למטרות שונות מתחומים אחרים.

גיבוי לאנושות - עתיד כדור הארץ לא ידידותי לבני האדם, ובשלב כלשהו הדרך היחידה לשמר את המין האנושי יהיה באמצעות חיים מחוץ לכדור הארץ. כלומר, יהיה צורך לפתח מושבות חלל של בני אדם.

יש למדע הרבה סימני שאלה בכל הקשור לתווך הבין־כוכבי. חלק מכל הקשור לכך הוא הימצאותו של חומר אפל, אשר מחקרים הראו שהוא ישנו בגלקסית שביל החלב בה נמצא כדור הארץ. תכונותיו של חומר זה הן עדיין חידה עבור אסטרופיזיקאים.

קבלת מידע אודות הכוכבים הסובבים אותנו תאפשר להסיק מסקנות לגבי אפשרות קיומם של חיים גם במקומות אחרים. מסקנות אלו תתאפשרנה רק אם יימצאו חיים, כי הרי שמדובר בחלק זעיר ביותר ביקום (המוערך כמשתרע על פני מרחב של עשרות מיליארדי שנות אור).מגוון שיטות ודרכים להתמודדות עם הבעיות הוצעו עד כה, מספינת חלל רב־דורית שבה יגדלו דורות של בני אדם ועד לגשושיות מיקרוסקופיות. כמו כן, הוצעו גם מגוון של שיטות הנעה שיאיצו את המשימה למהירות הנדרשת, כמו אלו המבוססות על אנרגיה גרעינית או באמצעות קרני לייזר וכן שיטות המבוססות על פיזיקה תאורטית. למרות זאת, דרושה קפיצה טכנולוגיה משמעותית כדי להוציא זאת לפועל וישנם אתגרים רבים, כלכליים וטכנולוגיים, כדי להביא למימוש הדבר. לפי רוב הרעיונות, למסע בין כוכבי דרוש פיתוח של מערכת לוגיסטיקה אשר מסוגלת לשאת מיליוני טונות והספק בסדר גודל של ג'יגה ואט.

פינוי כדור הארץ

פינוי כדור הארץ (באנגלית: Evacuate Earth) היא סדרת טלוויזיה דוקומנטרית בשתי עונות בהפקת ערוץ נשיונל ג'יאוגרפיק. הסדרה מציגה תרחישים היפותטיים בהם דרושה התערבות של טכנולוגיה ייחודית או לוגיסטיקה מיוחדת שיצילו את האנושות מהשמדה. הסדרה מציעה, אפוא, ניסוי מחשבתי תוך שימוש בדרמטיזציה של מקרים קיצוניים אך אפשריים בהיבטים סוציולוגיים מחד ומדעיים מאידך.

הסדרה מוצגת באמצעות גרפיקה ממוחשבת לצד הסברים של מומחים בתחומים שונים הקשורים לנושא הפרק. כל פרק מתחיל בהסבר על הנושא והצגת הגורם האפשרי לתרחיש, לאחר מכך את סדר התפתחות המשבר ולבסוף את הפתרון המוצע. המשותף לכל הפתרונות המוצעים הוא ההבנה כי יהיה מדובר למעשה בהישרדות ולא בחיים שגרתיים כמו מלפני האסון.

קפלר-186f

קפלר-186f הוא כוכב לכת דמוי ארץ המקיף את הננס האדום, קפלר-186, המרוחק 492 שנות אור מכדור הארץ. זהו כוכב הלכת החוץ שמשי הראשון עם רדיוס דומה לזה של כדור הארץ שהתגלה באזור ישיב של כוכב אחר.

טלסקופ החלל קפלר של נאס"א איתר כוכב לכת זה תוך שימוש בשיטת הליקוי, שינוי בעוצמת האור של כוכב האם, יחד עם עוד ארבעה כוכבי לכת נוספים המקיפים את הכוכב בקרבה גדולה בהרבה (כולם מעט גדולים יותר מכדור הארץ). נדרש ניתוח של שלוש שנים של נתונים כדי למצוא את איתותיו. התוצאות הוצגו לראשונה בכנס ב-19 מרץ 2014 ופרטים נוספים דווחו בכלי התקשורת באותה העת. ההודעה הפומבית המלאה הייתה ב-17 באפריל 2014, ולאחר מכן התפרסם בכתב העת Science.

רוס 128

רוס 128 (מאנגלית: Ross 128, נקרא גם גליזה 447, LHS 315 או FI בבתולה) הוא ננס אדום הנמצא במרחק של 10.9 שנות אור ממערכת השמש בקבוצת הכוכבים בתולה והוא אחד מהכוכבים הקרובים ביותר לכדור הארץ. כמו כל שאר הננסים האדומים, גם את רוס 128 לא ניתן לראות ללא ציוד עזר, שכן בהירותו היא מדרגה 11, נמוכה בהרבה מסף הראייה האנושי. ניתן לצפות בכוכב באמצעות טלסקופ כ-1.2 מעלות מדרום-מערב לכוכב β בבתולה.

ב-12 במאי 2017 נקלטו במצפה הכוכבים ארסיבו אותות ייחודיים אשר מקורם מכיוון כוכב זה.

רוס 128 b

רוס 128 b הוא כוכב לכת חוץ-שמשי, כנראה סלעי, הנמצא בחלקו הפנימי של האזור הישיב במערכת הכוכבים של רוס 128. הוא כוכב לכת דמוי ארץ השני היה הכי קרוב שהתגלה (אחרי פרוקסימה קנטאורי b ועד גילוי כוכב ברנרד b) ומרוחק כ-11 שנות אור ממערכת השמש. רוס 128 b משלים את הקפת הכוכב שלו כל 9.8 ימים לערך ובמרחק של כשמונה מיליון קילומטרים (לעומת כ-150 מיליון ק"מ אצל כדור הארץ), אבל הטמפרטורה המשוערת בו היא כ-280 מעלות קלווין (כ-7° צלזיוס) מאחר שהכוכב הוא מסוג ננס אדום ולכן הקרינה עומדת על 1.38 לעומת הקרינה על כדור הארץ. מסתו המשוערת של כוכב הלכת גדולה ב-35% ממסת כדור הארץ וכמות האנרגיה שהוא מקבל מרוס 128 גדולה ב-38% מכמות האנרגיה שמגיעה לכדור הארץ מהשמש. כמו כן, לדברי החוקרים, אין לרוס 128 כמעט התפרצויות שמש סוערות, דבר המגדיל את הסיכוי לקיומם של חיים עליו.

דף זה בשפות אחרות

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.