כיצד אסטרונומים מוצאים כוכבי חוץ קיימים ודנים לגביהם אילו עלולים להיות מסוגלים לתמוך בחיים

אישור הימצאות כוכב לכת סביב כוכב רחוק לוקח הוכחה עקיפה כמעט בכל פעם, מכיוון שזוהר הכוכב מטבע את האור החלש של כוכב הלכת. חטיבת המדע של נאסא מפרטת ארבע טכניקות גילוי ראשיות בשימוש עדכני: שיטת התעבור, מהירות רדיאלית, עדשת מיקרולנס כוח משיכה, והדמיה ישירה, כל אחת מותאמת לסוגים שונים של כוכבי לכת ומרחקים.

ארבע דרכים לזהות כוכב לכת שאתה לא יכול לראות

שיטת התעבור מחפשת דיכאון קטן וסדור בעוצמת כוכב כאשר כוכב לכת עובר מולו. הטלסקופ החלל קפלר של נאסא, שפעל מ-2009 עד 2018, שמר על כ-150,000 כוכבים בתיקייה קטנה של השמיים לארבע שנים באמצעות טכניקה זו; לוויין הסקר כוכבי חוץ קיימים של נאסא (TESS) המשיך בגישה זו מאז השיגור שלו ב-2018 ותרם, לפי תחילת אוקטובר 2026, ליותר מ-1,000 כוכבי לכת מאושרים, על פי ארכיון כוכבי הלכת החוץ קיימים של נאסא המנוהל על ידי IPAC בקלטק.

מהירות רדיאלית, המכונה לעתים שיטת הנדנדה, מודדת שינויים זעירים בספקטרום האור של כוכב הנגרם מהמשיכה הכבידתית של כוכב לכת במסלול. נאסא מציינת כי טכניקה זו חשפה את כוכב הלכת החוץ הראשון המאושר סביב כוכב דומה לשמש, 51 Pegasi b, בשנת 1995.

עדשת מיקרולנס כוח משיכה מסתמכת על התחזוקה של אינשטיין שכבידה מכופפת אור: כאשר כוכב עם כוכב לכת עובר מול כוכב רקע רחוק יותר, מערכת הקדמה מגביר זמנית את אור הכוכב ברקע בדפוס מובהק. הטלסקופ החלל נתי גרייס רומן של נאסא (מתוכנן) מעוצב לשימוש בשיטה זו כדי למצוא כוכבי לכת רחוקים מהכוכבים שלהם.

ההדמיה הישירה לוכדת אור מכוכב הלכת עצמו ולא משתמעת משפעות על אור הכוכב. היא פעולה בעיקר לענקי גז צעירים, עצמיים-זוהרים רחוקים מהכוכבים שלהם; נאסא מצטטת את התמונה הישירה של טלסקופ ג'יימס וב החלל של HIP 65426 b על פני אורכי גל אינפרה אדום מרובים כדוגמה אחרונה.

אזור בר-קיימא: נדרש, אך לא מספיק

לאחר אישור כוכב לכת, חוקרים בודקים אם היא נמצאת באזור בר-הקיימא של הכוכב שלה, טווח המרחקים המסלוליים שבו טמפרטורות פני השטח עלולות להתיר מים נוזליים, בהנחת לחץ אטמוספירי נאות. נאסא מתארת זאת כמשתנה בהתאם לכוכב: כוכבים חמים יותר יש אזורים בר-קיימא רחבים וחיצוניים יותר, בעוד שכוכבים גמדים אדומים קטנים וקהים יש אזורים צרים קרובים.

הימצאות באזור בר-קיימא אינה מבטיחה בר-קיימא. נאסא מצביעה על TRAPPIST-1, מערכת ננס אדום עם שבעה כוכבי לכת סלעיים בגודל כדור הארץ, מספרים בתוך אזור בר-קיימא שלה; עם זאת, תצפיות טלסקופ ג'יימס וב החלל מצביעות על כך ש-TRAPPIST-1 d נראה אין לו אטמוספירה ניתנת לגילוי, וזה מה שנאסא מצטטת כהוכחה כי מיקום בלבד אינו מספיק. סוג הכוכב חשוב גם: נאסא מציינת שכוכבי לכת סביב כוכבים נתי אדומים M-dwarf, הכוכבים הנפוצים ביותר בגלקסיה, מתמודדים עם קרינה רנטגן וסגולה גבוהה יותר שעלולה לחלצה את האטמוספירה, בעוד שכוכבי K-dwarf נחשבים על ידי חוקרים מסוימים להיות מציעים תנאים יציבים וחזויי חיים ארוכים יותר.

קריאת אטמוספירות: בעיית הסימנים הביולוגיים

עבור כוכבי לכת שעוברים את הכוכב שלהם, אסטרונומים יכולים להשתמש בספקטרוסקופיית תעבור: אור הכוכב שמסנן דרך האטמוספירה של כוכב הלכת במהלך תעבור נספג בסיאות גל ספציפיות על ידי גזים ספציפיים, המייצרים דפוס ספקטרלי שחוקרים משווים לברקוד.

כוכב הלכת K2-18b של תת-נפטון ממחיש כיצד קריאות אלה עלולות להיות שנויות במחלוקת. צוות בהנהגת Nikku Madhusudhan מאוניברסיטת קיימברידג' דיווח לראשונה על רמז חלש בביטחון נמוך של דימתיל סולפיד (DMS) — גז המיוצר בעיקר על ידי חיים ימיים בכדור הארץ — בעזרת כלים NIRISS ו-NIRSpec של טלסקופ וב בשנת 2023, על פי EarthSky. בשנת 2025, אותו צוות דיווח על אות חזק יותר סטטיסטית של DMS או התרכובת הקשורה דימתיל דיסולפיד, בעזרת כלי MIRI של טלסקופ וב, המכסה טווח אורך גל שונה מהתצפיות הקודמות, על פי EarthSky.

התביעה עוררה דחיפות הקבלה מהירה. עלמת כוכבי לכת Sarah Hörst וחוקרי כוכבי לכת חוץ קיימים Chris Lintott ו-Ryan MacDonald טענו כי DMS יכול להיווצר דרך כימיה לא-ביולוגית וכי מולקולה אחת לא יכולה לקבוע חיים, על פי EarthSky. Madhusudhan עצמו אמר כי חוקרים חייבים להישאר "עמוקים מדי ספקניים" לגבי התוצאות שלהם, על פי EarthSky.

מה בא הלאה

משימת PLATO של סוכנות החלל האירופית, שנבנתה בתרומות של מרכז המחקר האווירי של גרמניה DLR, מתוכננת להשיגור בסוף 2026 על טיל Ariane 6 לנקודה Sun-Earth Lagrange בערך 1.5 מיליון קילומטרים מכדור הארץ. PLATO תשתמש ב-26 מצלמות כדי לצפות בלפחות 200,000 כוכבים עבור כוכבי לכת סלעיים המתעברים סביב כוכבים דומים לשמש, במטרה ספציפית על עולמות בגודל כדור הארץ באזוריהם בני-קיימא, על פי DLR.

לפי 8 אוקטובר 2026, ארכיון כוכבי הלכת החוץ קיימים של נאסא רשום 6,445 כוכבי לכת חוץ קיימים מאושרים; עדכון אותה שבוע סימן גם את הנקודה בה נתונים ממשימת TESS של נאסא לבד תרמו ליותר מ-1,000 כוכבי לכת מאושרים, על פי הארכיון המנוהל על ידי IPAC בקלטק.