הבדלים בין גרסאות בדף "התגלה עצם בחגורת קייפר באמצעות ליקוי"

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(רקע)
(רקע)
שורה 12: שורה 12:
  
  
כאשר התגלה [[פלוטו]] בשנת 1930 הוא היה העצם הרחוק ביותר ב[[מערכת השמש]] המוכר לאסטרונומים. פלוטו זכה למעמד של [[כוכב לכת]], מעמד שאותו איבד בשנת 2006 (ראו: [[הגדרה לכוכבי הלכת]]). מספר חודשים לאחר גילוי של פלוטו כתב האסטרונום פרדריק לאונרד (Frederick Leonard) כי נראה שאין עצמים נוספים מעבר ל[[אלמנטים של מסלול|מסלולו]] של פלוטו. עשור מאוחר יותר, בשנת 1943, הציע קנת' אדג'וורט' (Kenneth Edgeworth) כי "הערפילית הסולרית" (ראו:  [[היווצרות מערכת השמש]]) היתה דלילה מדי מעבר למסלול של נפטון ועל כן לא נוצרו כוכבי לכת גדולים באזור זה, אולם יתכן כי נוצרו בה גופים קטנים רבים.
+
כאשר התגלה [[פלוטו]] בשנת 1930 הוא היה העצם הרחוק ביותר ב[[מערכת השמש]] המוכר לאסטרונומים. פלוטו זכה למעמד של [[כוכב לכת]], מעמד שאותו איבד בשנת 2006 (ראו: [[הגדרה לכוכבי הלכת]]). עשור מאוחר יותר, בשנת 1943, הציע קנת' אדג'וורט' (Kenneth Edgeworth) כי "הערפילית הסולרית" (ראו:  [[היווצרות מערכת השמש]]) היתה דלילה מדי מעבר למסלול של נפטון ועל כן לא נוצרו כוכבי לכת גדולים באזור זה, אולם יתכן כי נוצרו בה גופים קטנים רבים.
 
בשנת 1951 האסטרונום ג'רארד קייפר (Gerard Kuiper) חזר על הצעתו של אדג'וורט' וזאת על סמך העובדה כי אם ממשיכים את הקשר המדוד בין מסת כוכבי הלכת למרחקם מ[[השמש]], מתברר כי אמורה להיות [[מסה]] נכבדת, בשעור של כ-30 פעמים מסות [[כדור הארץ]] במרחק של כ-30 לכ-50 [[יחידה אסטרונומית|יחידות אסטרונומיות]] מהשמש. באותה העת שיערו שמסתו של פלוטו היא כמסת כדור הארץ (כיום אנו יודעים כי מסתו של פלוטו היא רק 0.2% ממסתו של כדור הארץ). על כן העריך קייפר כי מסתו של פלוטו גדולה מספיק על מנת להפריע את מסלוליהם של גופים הנמצאים באזור זה ומכאן שכיום לא נותרו שרידים רבים מאותה "חגורת אסטרואידים וגופי קרח", מעבר למסלולו של נפטון.
 
בשנת 1951 האסטרונום ג'רארד קייפר (Gerard Kuiper) חזר על הצעתו של אדג'וורט' וזאת על סמך העובדה כי אם ממשיכים את הקשר המדוד בין מסת כוכבי הלכת למרחקם מ[[השמש]], מתברר כי אמורה להיות [[מסה]] נכבדת, בשעור של כ-30 פעמים מסות [[כדור הארץ]] במרחק של כ-30 לכ-50 [[יחידה אסטרונומית|יחידות אסטרונומיות]] מהשמש. באותה העת שיערו שמסתו של פלוטו היא כמסת כדור הארץ (כיום אנו יודעים כי מסתו של פלוטו היא רק 0.2% ממסתו של כדור הארץ). על כן העריך קייפר כי מסתו של פלוטו גדולה מספיק על מנת להפריע את מסלוליהם של גופים הנמצאים באזור זה ומכאן שכיום לא נותרו שרידים רבים מאותה "חגורת אסטרואידים וגופי קרח", מעבר למסלולו של נפטון.
  

גרסה מ־09:18, 19 בדצמבר 2009

בגיליון כתב העת Nature של ה-17 בדצמבר 2009 התפרסם מאמר המתאר גילוי ראשון מסוגו של עצם בקוטר של כחצי ק"מ בחגורת קייפר. עצם זה קטן בשני סדרי גודל מכל עצם אחר שהיה ידוע באזור זה בשולי מערכת השמש. הגילוי נעשה באמצעות חיפוש ליקויים (מקריים) של כוכבים ע"י עצמים בחגורת קייפר בארכיון התצפיות של טלסקופ החלל ע"ש האבל. העובדה שעד כה גילו החוקרים רק עצם אחד כזה רומזת לכך שהעצמים הגדולים בחגורת קוויפר נהרסים בהתנגשויות.

המחקר התבצע ע"י חוקרים אמריקאים וישראלים. חמישה חוקרים ממוצא ישראלי שותפים במחקר: פרופ' ראם סרי מהאוניברסיטה העברית, מנחה עבודת הדוקטורט של הילקה שליכטינג שהובילה את המחקר, ד"ר ערן אופק מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה, ד"ר אבישי גל-ים ממכון ויצמן למדע, פרופ' שי צוקר מאוניברסיטת תל-אביב ופרופ' מריו ליביו מהמכון המדעי של טלסקופ החלל ע"ש האבל.

רקע

חגורת קייפר היא אזור המצוי מעבר למסלולו של נפטון, במרחק של בין כ 30 לכ 50 יחידות אסטרונומיות מהשמש (יחידה אסטרונומית שווה כ-150 מליון ק"מ, המרחק שבין כדור הארץ והשמש). חגורת קייפר מכילה גופים קטנים וכוכבי לכת ננסיים (ראו גם: אסטרואידים ושביטים) במסה כוללת של בין אחוז אחד ל-10% ממסתו של כדור הארץ. החגורה מורכבת מעצמים העשויים מסלעים ומקרח, הנחשבים שרידים של מערכת השמש הקדומה.


כאשר התגלה פלוטו בשנת 1930 הוא היה העצם הרחוק ביותר במערכת השמש המוכר לאסטרונומים. פלוטו זכה למעמד של כוכב לכת, מעמד שאותו איבד בשנת 2006 (ראו: הגדרה לכוכבי הלכת). עשור מאוחר יותר, בשנת 1943, הציע קנת' אדג'וורט' (Kenneth Edgeworth) כי "הערפילית הסולרית" (ראו: היווצרות מערכת השמש) היתה דלילה מדי מעבר למסלול של נפטון ועל כן לא נוצרו כוכבי לכת גדולים באזור זה, אולם יתכן כי נוצרו בה גופים קטנים רבים. בשנת 1951 האסטרונום ג'רארד קייפר (Gerard Kuiper) חזר על הצעתו של אדג'וורט' וזאת על סמך העובדה כי אם ממשיכים את הקשר המדוד בין מסת כוכבי הלכת למרחקם מהשמש, מתברר כי אמורה להיות מסה נכבדת, בשעור של כ-30 פעמים מסות כדור הארץ במרחק של כ-30 לכ-50 יחידות אסטרונומיות מהשמש. באותה העת שיערו שמסתו של פלוטו היא כמסת כדור הארץ (כיום אנו יודעים כי מסתו של פלוטו היא רק 0.2% ממסתו של כדור הארץ). על כן העריך קייפר כי מסתו של פלוטו גדולה מספיק על מנת להפריע את מסלוליהם של גופים הנמצאים באזור זה ומכאן שכיום לא נותרו שרידים רבים מאותה "חגורת אסטרואידים וגופי קרח", מעבר למסלולו של נפטון.

שתי עובדות שינו תפיסה זו. ראשית ההבנה שמסתו של פלוטו קטנה מאד ויתכנו מסלולים יציבים באזור זה במערכת השמש. יתרה מכך, בשנת 1992 התגלה העצם הראשון (מלבד פלוטו) במסלול הנמצא מעבר לזה של כוכב הלכת נפטון. עצם זה זכה לשם 1992 QB1. מאז תגלית זו התגלו באזור זה של מערכת השמש למעלה מאלף גופים אחרים. הגדול מבין גופים אלו הינו כוכב הלכת הננסי אריס (שהוא אף גדול ומסיבי יותר מפלוטו).

התפלגות גודל הגופים בחגורת קייפר עשויה ללמדנו רבות על התהליכים שיצרו ועיצבו אותה, ועל כן למדענים יש עניין רב במציאת גופים קטנים מאד בחגורת קייפר וחקר התכונות שלהם.

כיום לא ניתן לצפות ישירות באמצעות טלסקופ בעצמים בחגורת קייפר שגודלם פחות מכ-50 ק"מ. עם זאת, ניתן בעקרון לגלותם כאשר הם מסתירים כוכבים מרוחקים. בעבר כבר דווח על גילויים של עצמים כאלה, אך גילויים אלה לא היו אמינים, עקב בעיות שונות בתהליך המדידה ובתוצאות עצמן.

הגילוי

עקומת האור של הכוכב שעבר ליקוי כתוצאה מהסתרה ע"י עצם בחגורת קייפר. הקווים האדומים מייצגים את המדידות (והשגיאות), הקו המקווקו מייצג את המודל הפיזיקלי והריבועים הוורודים מייצגים את המודל לאחר שנדגם מחדש באותו אופן שבו נדגמות המדידות. העליות והירידות בעקומת האור התאורטית (המודל) נובעות כתוצאה מתופעת העקיפה של האור, המתנהג באופן גלי.
התפלגות הגדלים של עצמים בחגורת קייפר. מדידת שכיחות העצמים ע"י המדידה החדשה מוצגת בקווים אדומים.

במחקר הנוכחי השתמשו החוקרים, בראשות דר' הילקה שליכטינג, מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech), במאגר נתונים הנדסי-ארכיוני של מצלמת העקיבה (Fine Guidance Sensors או בקיצור FGS) של טלסקופ החלל ע"ש האבל. ייעודו העיקרי של המכשיר הוא הנדסי: המכשיר צופה בכוכבים שנבחרו מראש על מנת לאפשר כוון מדויק ועקיבה של הטלסקופ. התכונה החשובה ביותר של מכשיר זה, אשר איפשרה את הגילוי היא שהוא מודד את עוצמת אור הכוכבים במהירות של 40 פעמים בשנייה. חשיבות תכונה זו נובעת מכך שליקוי אופייני של כוכב ע"י עצם בחגורת קייפר אורך כעשירית שנייה.

עם השנים הצטבר מאגר גדול של תצפיות העזר הללו. שליכטינג ועמיתיה סרקו את המאגר בחיפוש אחר החתימה האופיינית לאירועים שבהם עצם קטן בחגורת קייפר מסתיר את אחד הכוכבים שבהם צפה ה-FGS (ראו עקומת אור משמאל). שיטת החיפוש מתאימה במיוחד לגילוי עצמים בחגורת קייפר שגודלם כמה מאות מטרים. התכסויות מסוג זה נשלטות ע"י תופעות עקיפה הנובעות מטיבו הגלי של האור והן מאופינות בשינויים מורכבים (אך מובנים היטב) בעוצמת האור של הכוכב כתלות בזמן.

העצם שגילו החוקרים הוא בגודל של כ-500 מטרים, והוא נמצא במרחק של כ-45 יחידות אסטרונומיות מהשמש. עד כה סרקו החוקרים נתונים שהצטברו במשך כ-4.5 שנים. העובדה שבינתיים הם גילו רק אירוע אחד של הסתרה מאששת תיאוריות על פיהן העצמים הקטנים יותר בחגורת קייפר נהרסים ע"י התנגשויות, תהליך המתאים גם להסביר תצפיות על הצטברויות של חומר מסביב לכוכבים אחרים.

יש לציין כי קיים סיכוי של 2% כי הליקוי נגרם ע"י "צירוף מקרים אקראי" (כלומר, סטייה סטטיסטית), אולם אף במקרה שה"ליקוי" אינו אמיתי, הרי שהתוצאה המרכזית במחקר זה הינה כי ליקויים ע"י עצמים בחגורת קייפר הינם נדירים, ומכאן שהתנגשויות הן המעצבות את התפלגות גודל העצמים בחגורת קייפר. המשך המחקר יאפשר לקבוע האם גופים קטנים בחגורת קייפר יציבים כתוצאה מחוזק החומר ממנו הם עשויים או על-ידי כח הכבידה העצמי שלהם.

באיור התחתון משמאל מוצגים האילוצים השונים על התפלגות הגודל של עצמים בחגורת קייפר.

ראו גם

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית


מחברים


שי צוקר, ערן אופק