כוכב חום אדום קטן הנמצא בערך ב-300 שנות אור מכדור הארץ משאיר אט אט חומר מגרעין חום שנס בתוכו כל 87 דקות, מדווחים אסטרונומים מהמכון הטכנולוגי של ماسחוסטס (MIT). הצוות מציין שזה הפעם הראשונה שבה מדענים תיעדו כוכב קטן במאזן יציב שאוכל חומר מכוכב חום אחר המקיף אותו במהירות כה רבה.
המערכת, שנקראת ZTF J0440+2325, מתוארת במאמר שפורסם ב-5 באוקטובר ב-Nature Astronomy. כל מסלול ההקפה של הכוכב החום יכול להשתלב בתוך קוטר השמש שלנו.
הממצאים חשובים כי הם משלימים פער — אחד שנמצא בין שני קצוות שאותם האסטרונומים מכירים היטב. הם עוסקים במה שקורה כאשר לוויינים קטנים מקיפים קרובים מדי את כוכביהם. מדענים חזו מערכות כוכבים יציבות ומעט כוכבים שתיאבו במהירות כדורים פורחים, אך תיאור של ארוחה איטית ויציבה שנמשכת אולי מיליוני שנים או יותר לא נרשמה קודם לכן בזוגות כאלה.
מסלול קטן יותר מהשמש
על פי חדשות MIT, הכוכב החום האדום שוקל בערך 85 פעמים את מסתו של כוכב הלכת צדק, והכוכב החום עצמו שוקל בערך 25 פעמים את מסת צדק. כוכבי חום הם כבדים יותר מבכדור הארץ, אך קלים מדי כדי לקיים את ההיתוך ההידרוגני שמפעיל כוכבים אמיתיים, ולכן לעיתים קרובות מכונים ככוכבים שנכשלו.
שני הגופים משלימים הקפה כל כ-86.65 דקות. מרחק זה מאפשר לכוח הכבידה של הכוכב למשוך גז מכוכב החום ולפגוע ישירות בפני השטח של הכוכב, יוצרים נקודה חמה. ההערכה של MIT היא שהתהליך הזה של העברת חומר נע בשיעור של בערך מאית ממהלך מסתו של כדור הארץ בשנה.
אמר קווין בורדג', מרצה לעיצוב פיזיקה ב-MIT ומחבר שותף של המחקר.
החוקרים זיהו גם מערכת מועמדת שנייה, ZTF J1444+4820, עם תקופה קצרה יותר של בערך 67 דקות, על פי הטיוטה שהועלתה באראיב. הזהות של שני האובייקטים בזוגות אלו מבוססת על ראיות פחות חזקות.
אות סימטרי מהפלומר
המערכת זוהתה לראשונה בנתונים של מיזם Zwicky Transient Facility, מצלמה על טלסקופ בנ Observatory Palomar בדרום קליפורניה, שבודק באופן חורג את השמים לאיתור אובייקטים שמשנה את עוצמת האור שלהם לתקופות שוב ושוב. בורדג' הבחין בגרף אור חזרתי בצורת משולש חדה, שונה מהתנועה החלקה והעלייה והירידה הטבעית של רוב האובייקטים המשתנים.
הוא מציין כי הצוות עקב אחר התצפיות עם מצלמת HiPERCAM על הטלסקופ Gran Telescopio Canarias באיי הקeneרי שבספרד, וגם עם טלסקופ KECK בהוואי. קרן האור הנפלטת מהנקודה החמה זוהרה יותר מ-30 פעמים באורכי גל קצרים ביותר, מה שמסייע להבין מה מתרחש במערכת.
מדידות של הרעדה הקטנה של הכוכב אישרו את מסת הכוכב החום. אמר ארון הוסדלר, סטודנט ב-MIT ומחבר ראשי של המחקר. הוא הוסיף כי תוצאות אלו משמשות בהיבט ראשון להבנת התהליך.
המכון הלאומי לאסטרופיזיקה באיטליה, INAF, הדגיש את התוצאות ב-7 באוקטובר וצויין שיתוף פעולה עם חוקרים מקנטריס, אוניברסיטת הוואי ומרכז האסטרופיזיקה בהרווארד ובסמית'סוניאן, כשהמחקר קיבל תמיכה בחלקה מהקרן הלאומית למדעי הטבע.
חוסר וודאות במדידות
המשקלים שונו בנתונים השונים. פרוטוקול פרה-מודעה שפורסם באראיב במרץ סיפק ערכים מעט אחרים, כ-30 מסות מוצא של צדק לכוכב החום וכ-0.1 מסת השמש לכוכב הלכת. כמו כן, טווח המרחקים שהוגדר עמד על בין 100 ל-200 פרסקים, בערך 330 עד 650 שנות אור. האופציות במדויק את המספרים משתנות בין דוחות.
הערכת הזמן היא בעיקרה משוערת. במאמר נכתב כי הטרנספר נמשך ככל הנראה לפחות 10 מיליון עד 100 מיליון שנה וייתכן אפילו יותר, בעוד ש-MIT מציג טווח של מאות אלפים עד מיליארדי שנים. בורדג' ציין כי זה חלק מהגישה הכללית שלו לגבי הערכות ההיסטוריות של תהליך זה.
איך הזוג הזה נוצר קרוב כל כך אינו מוסבר עדיין — החוקרים מציגים זאת כשאלה פתוחה. תהליך ההצטברות הזה בדרך כלל משויך לגופים מסיבים וממוקדים כמו כוכבי לבן, כוכבי ניוטון וחורים שחורים, שבהם החומר סובב למעגל לפני שנפלה פנימה. כאן, הזרם פוגע ישירות בכוכב קטן רגיל, תהליך שהמודלים לא חקרו במלואו, במיוחד כנגד ההשפעות של ההתחממות והאנרגיה המשתחררת.
הצוות גם היה חייב לשלול את האפשרות שכוכב החום הוא דווקא זה שנאכל, והסיק שהכוכב האדום הוא הכלה באמצעות טיעוני יציבות ותזמון הזרימה של האור, יותר מאשר מדידה דינמית מלאה. עם רק שתי מערכות מועמדות כאלה שידועות היום, אסטרונומים לא יכולים עדיין לומר כמה נפוצות תצורות כאלה במרחב.
חיפוש אחר זוגות כוכבים נוספים
התגלית פותחת בפני אסטרונומים קטגוריה חדשה של אובייקטים שניתן לחפש בסקרים גדולים של השמים. מכשירים כמו Zwicky Transient Facility והסקר הקרוב של מרכז Vera C. Rubin עוקבים אחר מיליון כוכבים כמעט באופן מתמשך, מחפשים תבניות חוזרות של שינויי עוצמה שיכולים לגלות מערכות כאלה דומות.
הומאולר אמר שהעבודה עשויה לשנות את הדרך בה מדענים חושבים על לוויינים וכוכבים חמים שנמצאים קרוב. הוא הוסיף כי הממצאים הללו מצביעים על כך שפריטים כאלה אינם נדירים, וכי בהמשך ייתכן שנמצאו יותר דוגמאות.
המסקנה המרכזית היא שכדור הארץ מקבל תיעוד של כוכב קטן שמאכיל באיטיות על בן זוג שנמצא במסלול קצר יותר מקולנוע, והגילוי של עוד כאלו יוכיח אם אכילה איטית זו היא תופעה נדירה או גורל נפוץ של לוויינים קרובים.
מה חשוב לדעת לקוראים
- מה גילו האסטרונומים? כוכב חום אדום בקירוב ב-300 שנות אור משאיר אט אט חומר מכוכב חום שבמרכזו כל 87 דקות, על פי חוקרי MIT.
- מה זה כוכב חום? זה אובייקט שמשקלו קצת יותר מכדור הארץ, אך קל מדיי כדי לקיים את ההיתוך ההידרוגני שמפעיל כוכבים אמיתיים. המערכת הזו שוקלת בערך 25 מפני המסה של צדק.
- מדוע הזוג הזה חדש? הצוות מציין שזה הפעם הראשונה שתיעוד כזה מתרחש בין כוכב קטן הניזון מחומר מכוכב חום אחר.
- איך זה התגלה? מיזם Zwicky זיהה תבנית אור משולש ייחודית, ואחר כך תכניות התצפית אישרו את המערכת.
- כמה זמן ישאר הכוכב במצב זה? הערכות נעות בין מיליוני ליותר ממיליארדי שנים, תלוי במודל.
- המערכת מסוכנת לכדור הארץ? לא. היא נמצאת במרחק של מאות שנות אור ואינה מהווה סיכון כלשהו.
