הידעתם שנכון להיום נאס"א אישרה רשמית את קיומם של למעלה מ-6,000 כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו? זה לא מדע בדיוני. מאז התגלית הראשונה ב-1995, קצב הגילויים רק מאיץ וחושף יקום מוזר ומופלא מכל דמיון: עולמות המקיפים שתי שמשות, כוכבי לכת שעשויים מיהלומים, כאלה עם אוקיינוסים של לבה ואחרים עם צפיפות של קלקר. איך המדענים מוצאים אותם ממרחק של שנות אור, ומה זה אומר על הסיכוי למצוא חיים? צללנו למסע המרתק של האנושות אל הגלקסיה.

הביטו למעלה אל שמי הלילה. בערב בהיר, הרחק מאורות העיר, תוכלו לראות אלפי נקודות אור מרצדות. במשך כמעט כל ההיסטוריה האנושית, אלו היו פשוט כוכבים - שמשות רחוקות ומסתוריות. התנחמנו במחשבה שאנחנו, במערכת השמש הקטנה והמסודרת שלנו, ייחודיים. כוכבי הלכת שלנו - צדק הענק, שבתאי עטור הטבעות, מאדים האדמדם וכדור הארץ הכחול והתוסס - היו כל מה שהכרנו. כל השאר היה בגדר מדע בדיוני, פנטזיה של סופרים וחזון של במאים. אך בעשורים האחרונים, התמונה הזו התנפצה לרסיסים. נקודות האור הבודדות הללו החלו לחשוף את סודותיהן, והתברר שסביב רבות מהן חגים עולמות משלהן. כעת, נאס"א הודיעה על חציית אבן דרך מונומנטלית: המניין הרשמי של כוכבי לכת מאושרים מחוץ למערכת השמש שלנו, המכונים "אקזופלנטות" (כוכבי לכת חוץ-שמשיים), חצה את קו ה-6,000. המספר הזה הוא לא רק ציון דרך סטטיסטי; הוא מייצג מהפכה תפיסתית כבירה, שיא של עשורים של חדשנות טכנולוגית, התמדה מדעית וסקרנות אנושית בלתי נדלית, שמשנה את הבנתנו לגבי מקומנו ביקום.

הספירה המדוקדקת הזו אינה עניין של מה בכך. היא מנוהלת בקפדנות על ידי מכון המדע לאקזופלנטות של נאס"א (NExScI), הממוקם במכון הטכנולוגי היוקרתי של קליפורניה (Caltech). כל כוכב לכת שנכנס לרשימה עובר תהליך אימות קשוח על ידי מדענים ברחבי העולם, ולכן אין "כוכב לכת מספר 6,000" ספציפי שזכה לכבוד. זוהי הצטברות מתמדת של תגליות, נחל שזורם והופך לנהר אדיר של ידע. קצב הגילויים הוא אולי הסיפור המדהים ביותר: רק לפני כשלוש שנים חגג עולם המדע את אישורו של כוכב הלכת ה-5,000. העובדה שאלף עולמות חדשים נוספו לקטלוג בזמן כה קצר מעידה על התאוצה האדירה של התחום. "אבן דרך זו מייצגת עשורים של חקר קוסמי המונע על ידי טלסקופי חלל של נאס"א - חקר ששינה לחלוטין את האופן שבו האנושות רואה את שמי הלילה", אמר שון דומגל-גולדמן (Shawn Domagal-Goldman), המנהל בפועל של חטיבת האסטרופיזיקה במטה נאס"א. "צעד אחר צעד, מגילוי ועד אפיון, משימות נאס"א בנו את התשתית למענה על שאלה בסיסית: האם אנחנו לבד?".

המסע הזה החל למעשה רק לפני כשלושה עשורים. בעוד שכמה כוכבי לכת בודדים התגלו קודם לכן סביב כוכבים מתים מסוג פולסר, התגלית שפתחה את הסכר הגיעה בשנת 1995. צמד האסטרונומים השוויצרים, מישל מאיור ודידיה קלו, שזכו על כך בפרס נובל לפיזיקה, איתרו כוכב לכת המקיף כוכב דמוי-שמש בשם 51Pegasi. העולם שהם גילו, 51Pegasi b, לא דמה לשום דבר במערכת השמש שלנו: ענק גז הדומה לצדק, אך מקיף את השמש שלו במרחק קטן פי שמונה מזה שכוכב חמה מקיף את השמש שלנו, ומשלים הקפה בכארבעה ימים בלבד. הגילוי הזה, של "צדק חם", היה כה מוזר שהוא עורר ספקנות, אך לאחר שאומת, הוא פתח צוהר לגן חיות קוסמי מופלא ומשונה.

מאז, המגוון שהתגלה הוא כמעט בלתי נתפס. מצאנו כוכבי לכת סלעיים לוהטים שכמעט נוגעים בכוכב האם שלהם, עם צד אחד קפוא בחשיכה נצחית והצד השני אוקיינוס רותח של לבה מותכת. התגלה כוכב הלכת 55Cancri e, שככל הנראה עשוי ברובו מגרפיט ויהלומים, עולם ששוויו נאמד במספרים עם 27 אפסים. מצאנו עולמות כמו Kepler-16b, המכונה "טטואין" על שם כוכב הלכת של לוק סקייווקר מ"מלחמת הכוכבים", שמקיף לא שמש אחת, אלא שתיים. קיימים כוכבי לכת המכונים "סופר-ארץ", גדולים מכדור הארץ אך קטנים מנפטון, קטגוריה שכלל לא קיימת במערכת השמש שלנו. ישנם עולמות עם צפיפות כה נמוכה שהם תוארו כבעלי מרקם של "קלקר", וכאלה שהאטמוספרה שלהם מכילה עננים הממטירים אבני חן כמו ספיר ואודם. כל תגלית כזו מרחיבה את גבולות הדמיון ומלמדת אותנו שיצירת כוכבי לכת היא תהליך כאוטי, יצירתי והרבה פחות מסודר ממה שהדגם הבודד של מערכת השמש שלנו גרם לנו לחשוב.

אך כיצד, למען השם, מוצאים נקודה זעירה וחשוכה כמו כוכב לכת, המסתתרת באור המסנוור של השמש שלה, במרחק של שנות אור מכאן? האתגר הוא עצום. כפי שמדעני נאס"א מסבירים, השמש שלנו בהירה פי 10 מיליארד מכדור הארץ. לנסות לראות את כדור הארץ ליד השמש ממרחק עצום, זה כמו לנסות לראות גחלילית מרחפת ליד זרקור מסנוור של אצטדיון ממרחק של אלפי קילומטרים. לכן, רובם המכריע של 6,000 העולמות הללו לא התגלו על ידי צילום ישיר שלהם, שיטה המכונה "הדמיה ישירה" (Direct Imaging) והצליחה לאתר פחות ממאה כוכבי לכת עד כה. במקום זאת, המדענים פיתחו שיטות עקיפות מתוחכמות, עבודת בילוש קוסמית של ממש.

השיטה הפורייה ביותר עד היום היא "שיטת הטרנזיט" או "שיטת הליקוי" (Transit Method). דמיינו שאתם צופים בפנס רחוק. אם זבוב קטן יחלוף ביניכם לבין נורת הפנס, תבחינו בירידה זעירה וזמנית בעוצמת האור. זה בדיוק מה שאסטרונומים עושים. הם בוהים בכוכב אחד למשך זמן רב, לעיתים שנים, ומודדים את בהירותו בדיוק בלתי רגיל. אם כוכב לכת חולף על פני הכוכב מנקודת המבט שלנו, הוא חוסם חלק זעיר מאורו וגורם לירידה קטנטנה וקצובה בבהירות. טלסקופ החלל קפלר, שפעל בין 2009 ל-2018, היה אמן השיטה הזו. הוא בהה בקטע שמיים אחד, עקב אחר כ-150,000 כוכבים בו-זמנית, והוא האחראי לגילוי של אלפי אקזופלנטות, רובן מועמדות שמאוחר יותר אומתו על ידי טלסקופים אחרים. משימת ההמשך שלו, TESS, סורקת כיום את כל השמיים בחיפוש אחר עולמות קרובים יותר.

שיטה חלוצית נוספת היא "שיטת המהירות הרדיאלית" (Radial Velocity Method), שבאמצעותה התגלה 51Pegasi b. כוכב לכת שלא באמת "מקיף" את הכוכב שלו; שניהם מקיפים נקודת מרכז מסה משותפת. מכיוון שהכוכב מסיבי הרבה יותר, הוא כמעט נייח, אך הוא עדיין מתנודד קלות קדימה ואחורה בהשפעת כוח המשיכה של כוכב הלכת. את התנודה הזו, "הריקוד" הקוסמי, ניתן לגלות. כאשר הכוכב מתקרב אלינו בתנודתו, האור שלו נדחס מעט ומוסח לכחול (Blueshift); כשהוא מתרחק, האור נמתח ומוסח לאדום (Redshift). על ידי מדידת ההסחות הזעירות הללו בספקטרום האור של הכוכב, אסטרונומים יכולים להסיק על קיומו של בן לוויה בלתי נראה ועל המסה שלו.

בעתיד, שיטות חדשות ומלהיבות צפויות להצטרף לחגיגה. טלסקופ החלל האירופי גאיה משתמש באסטרומטריה, מדידה מדויקת להפליא של מיקום הכוכבים, כדי לאתר את אותה תנודה כבידתית לא כשינוי בצבע האור, אלא כתזוזה פיזית זעירה של הכוכב על רקע שמי הלילה. טלסקופ החלל העתידי של נאס"א, ננסי גרייס רומן, ינצל תופעה הנקראת "מיקרו-עידוש כבידתי" (Gravitational Microlensing). תורת היחסות של איינשטיין חזתה כי מסה מעקמת את המרחב-זמן. כאשר כוכב וכוכב הלכת שלו חולפים בדיוק בינינו לבין כוכב מרוחק יותר, שדה הכבידה המשותף שלהם פועל כעדשה קוסמית, המגבירה את אורו של הכוכב הרחוק לפרק זמן קצר. נוכחותו של כוכב הלכת יוצרת "בליפ" ייחודי נוסף בהגברה, ומסגירה את קיומו.

הפיכת אות חשוד מטלסקופ ל"כוכב לכת מאושר" היא תהליך ארוך. "אנחנו באמת צריכים שכל הקהילה תעבוד יחד אם אנחנו רוצים למקסם את ההשקעות שלנו במשימות האלה שמייצרות מועמדים לכוכבי לכת", מסבירה אורורה קסלי (Aurora Kesseli), סגנית המובילה המדעית של ארכיון האקזופלנטות של נאס"א. "חלק גדול ממה שאנחנו עושים במכון המדע לאקזופלנטות של נאס"א הוא לבנות כלים שעוזרים לקהילה לצאת ולהפוך כוכבי לכת מועמדים לכוכבי לכת מאושרים". כיום, ממתינים בתור למעלה מ-8,000 מועמדים כאלה, כל אחד מהם סיפור פוטנציאלי שמחכה להיכתב.

מעבר לריגוש שבתגלית, כל עולם חדש הוא פיסת פאזל. הנתונים המצטברים מאפשרים למדענים להתחיל לראות תמונה רחבה יותר. למשל, במערכת השמש שלנו יש איזון בין כוכבי לכת סלעיים (כמו כדור הארץ ומאדים) וענקי גז (כמו צדק ושבתאי). אך הנתונים מהגלקסיה מראים שכוכבי לכת סלעיים הם כנראה הנפוצים יותר. "כל אחד מהסוגים השונים של כוכבי לכת שאנו מגלים נותן לנו מידע על התנאים שבהם כוכבי לכת יכולים להיווצר, ובסופו של דבר, עד כמה נפוצים עשויים להיות כוכבי לכת כמו כדור הארץ, והיכן עלינו לחפש אותם", אומרת דון ג'לינו (Dawn Gelino), ראש תוכנית חקר האקזופלנטות של נאס"א. "אם אנחנו רוצים לגלות אם אנחנו לבד ביקום, כל הידע הזה הוא חיוני".

וכאן אנו מגיעים לשלב הבא והמרגש ביותר במסע: המעבר מספירת כוכבי לכת לאפיון שלהם, ובמיוחד, לחיפוש אחר סימני חיים. טלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST), שכבר החל לשנות את פני האסטרונומיה, הוא חוד החנית במאמץ זה. כאשר כוכב לכת עם אטמוספירה חולף מול הכוכב שלו, חלק מאור הכוכב עובר דרך האטמוספירה הזו לפני שהוא מגיע אלינו. מולקולות שונות באטמוספירה - כמו מים, מתאן או פחמן דו-חמצני - בולעות אור באורכי גל ספציפיים ומשאירות "טביעת אצבע" כימית בספקטרום האור. ג'יימס ווב רגיש מספיק כדי לקרוא את טביעות האצבע הללו, וכבר ניתח בהצלחה את ההרכב הכימי של אטמוספרות במעל 100 עולמות רחוקים.

המטרה הסופית היא למצוא חתימות ביולוגיות - תערובת של גזים באטמוספירה, כמו חמצן ומתאן יחדיו, שקשה מאוד להסביר את קיומם ללא תהליכים ביולוגיים. כדי לעשות זאת בכוכב לכת קטן וסלעי כמו כדור הארץ, נדרשת טכנולוגיה מתקדמת עוד יותר. טלסקופ ננסי גרייס רומן יישא עליו מכשיר הנקרא קורונגרף (Coronagraph), מן "מגן שמש" פנימי מתוחכם שנועד לחסום את האור המסנוור של הכוכב ולאפשר צפייה ישירה בכוכבי לכת עמומים סביבו. הדור הבא של הטכנולוגיה הזו ישולב במשימת דגל עתידית, ששם הקוד שלה הוא "מצפה העולמות הישיבים" (Habitable Worlds Observatory). משימה זו תתוכנן במיוחד כדי לצלם ישירות עולמות דמויי-ארץ ולנתח את האטמוספירות שלהם בחיפוש אחר סימני החיים הנכספים. ליסה קלטנגר (Lisa Kaltenegger), מנהלת מכון קרל סייגן באוניברסיטת קורנל וחוקרת אקזופלנטות מובילה, סיכמה את משמעות החיפוש במילים פשוטות: "חקר העולמות החדשים הללו הוא חלק מרכזי במסע שלנו להבין מאיפה אנחנו, והחיים בעולמנו, באנו".

6,000 עולמות הם התחלה בלבד. אנו חיים בגלקסיה שבה יש מאות מיליארדי כוכבים, וההערכה השמרנית היא שלכל כוכב יש בממוצע לפחות כוכב לכת אחד. המשמעות היא שישנם טריליוני עולמות בגלקסיית שביל החלב לבדה, ומאות מיליארדי גלקסיות נוספות ביקום הנראה. אנו עומדים על חופו של אוקיינוס קוסמי אדיר, ורק התחלנו לטבול את קצות אצבעותינו במים. כל כוכב לכת חדש שמתגלה הוא לא עוד מספר ברשימה. הוא עולם פוטנציאלי, עם היסטוריה משלו, גיאולוגיה משלו, ואולי, רק אולי, ביולוגיה משלו. המסע מ-0 ל-6,000 ארך שלושה עשורים. המסע לעבר מיליון העולמות הבאים, ולעבר התשובה לשאלה האם מישהו מביט בחזרה לעבר השמש הקטנה והצהובה שלנו, רק החל.

מקורות:

NASA’s Tally of Planets Outside Our Solar System Reaches 6,000

NASA just confirmed its 6,000th alien world. Some are truly bizarre