אם תניח סלע שחור גדול בחוץ בשמש לכמה שעות, ואז לך ותגע בו, היית מצפה שהחלק החם ביותר של הסלע יהיה זה שפונה לשמש, נכון? ובכן, כשזה מגיע לכוכבי לכת חיצוניים, הציפיות שלך יתריסו. ניתוח חדש של מערכת אקזו-פלנטרית שנחקרה היטב מגלה שלאחד מכוכבי הלכת - שאינו סלע שחור גדול, אלא כדור גז דמוי צדק - יש את החלק החם ביותר שלו מול זה של הכוכב שלו.
המערכת של אופסילון אנדרומדה, שנמצאת במרחק של 44 שנות אור מכדור הארץ בקבוצת הכוכבים אנדרומדה, היא מערכת מחקרית של כוכבי לכת שמקיפים סביב כוכב קצת יותר מסיבי ומעט יותר חם מהשמש שלנו.
כוכב הלכת הקרוב ביותר לכוכב, אפסילון אנדרומדה b, היה כוכב הלכת החיצוני הראשון שהטמפרטורה שלו נבדקה על ידי טלסקופ החלל שפיצר. כפי שדיווחנו ב-2006 , אופסילון אנדרומדה b נחשבה נעולה בגאות לכוכב ומראה שינויי טמפרטורה תואמים כשהסתובב סביב הכוכב המארח שלו. כלומר, כשהיא עברה מאחורי הכוכב מנקודת המבט שלנו, הפנים היו חמות יותר מאשר כשהן היו מול הכוכב מנקודת המבט שלנו. מספיק פשוט, נכון? תוצאות מקוריות אלו פורסמו במאמר במַדָעב-27 באוקטובר 2006, זמין פה.
כפי שמתברר, תרחיש שינוי טמפרטורה זה אינו המקרה. פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת קליפורניה בראד הנסן, שהוא מחבר שותף הן במאמר משנת 2006 והן בתוצאות המעודכנות, מסביר, 'הדו'ח המקורי התבסס על מספר שעות של נתונים בלבד, שנלקחו בתחילת המשימה, כדי לראות אם מדידה אפילו הייתה אפשרית (היא קרובה לגבול הביצועים הצפויים של המכשיר). מכיוון שהתצפיות העלו שניתן לזהות, קיבלנו זמן רב יותר לעשות זאת ביתר פירוט'.
תצפיות על אופסילון Andromedae b צולמו שוב עם השפיצר בפברואר 2009. ברגע שהאסטרונומים הצליחו לחקור את כוכב הלכת יותר, הם גילו משהו מוזר - עד כמה היה כוכב הלכת חם כשהוא חלף מול הכוכב מנקודת המבט שלנו. הרבה יותר חם מאשר כשהיא חלפה מאחור, בדיוק ההפך ממה שאפשר לצפות, וההפך מהתוצאות שהם פרסמו במקור. הנה קישור לאנימציה זה עוזר להסביר את התכונה המוזרה הזו של הפלנטה.
מה שהאסטרונומים גילו - וטרם הסבירו במלואם - הוא שיש 'נקודה חמה' כ-80 מעלות מול פני כוכב הלכת המופנה לכיוון הכוכב. במילים אחרות, הנקודה החמה ביותר בכוכב הלכת אינה בצד של כוכב הלכת שמקבל הכי הרבה קרינה מהכוכב.
זה כשלעצמו אינו חידוש. הנסן אמר, 'יש כמה כוכבי לכת חיצוניים שנצפו עם כתמים חמים, כולל כמה שהכתמים שלהם מוזזים ביחס למיקום הפונה לכוכב (דוגמה היא המערכת הנחקרה היטב HD189733b). ההבדל העיקרי במקרה זה הוא שהשינוי שאנו רואים הוא הגדול ביותר הידוע'.
Upsilon Andromedae b אינו עובר מול הכוכב שלו מנקודת התצפית שלנו על כדור הארץ. מסלולו נוטה בכ-30 מעלות, כך שנראה שהוא חולף 'מתחת' לכוכב כשהוא מגיע מסביב לחזית. המשמעות היא שאסטרונומים אינם יכולים להשתמש בשיטת המעבר של מחקר אקסופלנטרי כדי לקבל שליטה על מסלולו, אלא למדוד את המשיכה שכוכב הלכת מפעיל על הכוכב. נקבע שאופסילון Andromedae b מסתובב בערך כל 4.6 ימים, מסה 0.69 של צדק וקוטרו כ-1.3 רדיוסי צדק. כדי לקבל מושג טוב יותר על כל המערכת של אנדרומדים אופסילונים, ראה הסיפור הזה רצנו מוקדם יותר השנה.
אז מה בדיוק יכול לגרום לנקודה החמה המוזרה הזו על פני כדור הארץ? מחברי המאמר מציעים שרוחות קו המשווניות - בדומה לאלו על צדק - עשויות להעביר חום מסביב לכוכב הלכת.
גרף וייצוג חזותי של הנקודה החמה כאשר כוכב הלכת מקיף את הכוכב אפסילון אנדרומדה. קרדיט תמונה: NASA/JPL-Caltech/UCLA
הנסן הסביר, 'בנקודה התת-כוכבית (זו הקרובה לכוכב) כמות הקרינה הנספגת מהכוכב היא הגבוהה ביותר, ולכן הגז שם מתחמם יותר. לכן תהיה לו נטייה לזרום הרחק מהאזור החם לעבר אזורים קרים. זה, בשילוב עם סיבוב ייתן מבנה דמוי 'רוח סחר' לזרימת הגז על הפלנטה... אי הוודאות הגדולה היא כיצד האנרגיה הזו מתפזרת בסופו של דבר. העובדה שאנו צופים בנקודה חמה ב-90 מעלות לערך מעידה על כך שזה מתרחש איפשהו ליד ה'טרמינטור' (קצה היום/לילה). איכשהו הרוחות זורמות מסביב מהנקודה התת-כוכבית ואז מתפוגגות כשהן מתקרבות לצד הלילה. אנחנו משערים שזה עשוי להיות מהיווצרות של איזושהי חזית זעזועים'.
הנסן אמר שהם לא בטוחים עד כמה הנקודה החמה הזו גדולה. 'יש לנו רק מידה גסה מאוד של זה, אז דגמנו כשתי המיספרות בעצם - אחת חמה יותר מהשנייה. אפשר להקטין את הנקודה ולחמם אותה בהתאם והיית מקבל את אותו אפקט. אז אפשר להחליף בין גודל נקודה לעומת ניגודיות טמפרטורה תוך התאמה לתצפיות.'
המאמר האחרון, שנכתב בשיתוף חברים מארצות הברית ומבריטניה, יופיע ב-כתב עת אסטרופיזי.אם תרצו לצאת החוצה ולראות את הכוכב אפסילון אנדרומדה, הנה טבלת כוכבים.
מָקוֹר: הודעה לעיתונות של JPL , ארכיון פה ו פה , ראיון באימייל עם פרופסור בראד הנסן.