האם טלסקופ החלל ג'יימס ווב ימצא את כוכב הלכת B?

טלסקופ החלל ג'יימס ווב מניע את האובססיה שלנו למצוא כדור הארץ אחר, אבל זה מחמיץ את הנקודה.

מאז 1992, אסטרונומים גילו כמעט 5,000 כוכבי לכת אקזו-כוכבים ולהעריך שבגלקסיה שלנו לבדה יש ​​מיליארדים ומיליארדים (ו מיליארדים) יותר. בהתחשב בסטטיסטיקה הזו, נחמד לדמיין שבמרחק שנות אור עשוי להתקיים כדור נוסף כמו כדור הארץ, הממתין לגילוי על ידי בני אדם יוזמים. הוא יכול לאכלס יבשות לדרוך עליהן, אווירה סבירה לנשימה, מים לזלול, משאבים למיצוי ומזון למספוא. מבורך כמו רוח החקירה שלנו יום אחד בוודאי יהיה עם דחף עיוות.

לכוכב היפותטי הזה יש שם: כוכב לכת ב'. כמו בתוכנית ב'. כוכב הלכת B הפתגמי מתפקד כמעין פתח מילוט, אמיתי או פילוסופי, לכשדברים נעשים שעירים כאן בכוכב A. בן הדוד הארצי הזה הופיע זה מכבר במדע בדיוני, ומעצב כיצד בני כדור הארץ תופסים מקום כזה, לפעמים באופן לא מודע. "אנחנו אפילו לא חושבים על העובדה שמשהו כמו מלחמת הכוכבים מתרחש על כוכבי לכת חיצוניים", אומרת ליסה מסרי, אנתרופולוגית ייל ומחברת הספר הצבת החלל החיצון. תקווה חדשהאחרי הכל, קדם לגילוי של כוכבי לכת אקזו-כוכבים ב-15 שנים.

עם זאת, יש פער גדול בין יצירת העולם הדלה של המדען, לבין הדמיון החי של הציבור. הפרטים של כוכבי לכת אמיתיים נותרים מטושטשים, כאשר טלסקופים מסוגלים לקבוע רק את גודלם, המסה, המרחק שלהם מכוכב, טמפרטורה גסה, ובתנאים מסוימים - כמה מולקולות צפות בתוכם אטמוספרות. מדענים לא בטוחים כמה מועמדים לכוכב B עשויים להיות, או אם כל אחד מהם באמת דומה לכדור הארץ בכלל.

ה טלסקופ החלל ג'יימס ווב, שיושק ב-24 בדצמבר, יעזור לתפור את הפער הזה (קצת), המראה הגדולה והמכשירים שלו מביאים מיקוד חד יותר למקומות רחוקים. אבל בדמיון הציבורי, לכוכבי לכת תמיד יש יותר אישיות והבטחה ממה שאנחנו יכולים להבחין מדעית, בין השאר בגלל ההיסטוריה הארוכה של המדע הבדיוני של פיתוח שלהם דמויות.


כוכבי לכת הופיעו מזמן כנקודות הקצה של "מסעות יוצאי דופן". כבר במאה ה-16, "גילינו" את מה שנקרא העולם החדש, וכל הצמחייה בעלי חיים, ותיאורים וכל הדברים המגניבים האלה הוחזרו לאירופה", אומרת אנה קלימצ'ינסקאיה, חוקרת מדע בדיוני מאוניברסיטת שיקגו. עד המאה ה-18, סופרים החלו להוציא את החידוש הזה מעבר לאטמוספירה, לכוכבי לכת שונים שבהם יכלו לחיות אנשי כדור הארץ. במחשבה הניסויית הפוליטית והחברתית סביב עידן הנאורות, הם דמיינו דרכים חייהם של בני אדם עשויים להיות שונים: עולמות אחרים הפכו לכלי סאטירה פוליטית ולמה-אם-שמים כחולים. "אילו דרכים נוספות נוכל לבנות חברה?" אומרת קלמצ'ינסקאיה. "איך יכולה להיראות אוטופיה?" 

צורת הכתיבה הזו הייתה סוג של פרוטו-מדע בדיוני. מדע בדיוני אמיתי, כפי שאנו חושבים עליו היום, רק התחיל במאה ה 19, כשהמדע עצמו הפך לפופולרי בציבור, מדינות הפכו מתועשות, האבולוציה הפכה לדבר מקובל, ולמדנו שכוכב הלכת היה די ישן ופעם היו בו דינוזאורים. ספקולציות קפדניות מבחינה מדעית חלחלו לספרות. הוא יצר, אומר קלימצ'ינסקאיה, "צורת הסיפור החדשה הזו שהתבססה על תחושה חדשה של כוחה של האנושות על העולם". ו אַחֵר עולמות.

בתחילת עד אמצע המאה ה-20 ועד היום, כוכבי לכת בדיוניים רבים הם רק בערך אבל כמו כדור הארץ. הם מה חוקר מדע בדיוני קתרין באוס מאוניברסיטת שיקגו מכנה "לא-אקולוגי:" הכולל רק היבט או שניים של עולם אמיתי. כדור עשוי רק מגומי, כוכב לכת מדברי או כזה המאוכלס רק בנשים. סופרים לא העלו את המאפיינים האלה מסיבה פיזית וטכנית. כוכבי הלכת, כמו אלה שבסופם של מסעות יוצאי דופן, היו קיימים כדי לאכלס ספקולציות.

סופר-יופיטר-קאפה-אנדרומדה-ב
ה"סופר-יופיטר" קאפה Andromedae b גדול פי 13 ממה שהוא "תאום" במערכת השמש שלנו. מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א/S. ויסינגר

שינוי באפשרויות הספרותיות התרחש, אומר באס, כאשר הסופר הארי קלמנט סטאבס, שהשם שלו היה האל קלמנט, פרסם משימת הכבידה בשנת 1954. ברומן בסדרה זה, הוא מדמיין כוכב לכת שבו כוח הכבידה חזק עד פי 700 מזה של כדור הארץ. זה קר, מסתובב מהר, מלא במתאן נוזלי. חייזרים מותאמים לתנאים האלה. העלילה סובבת סביב ניסיונותיהן של דמויות להבין את מזג האוויר, הגיאולוגיה, האטמוספרה וכוח המשיכה. חקירות רציונליות מוציאות אותם מהמים החמים כביכול. "התשובה היא תמיד סוג של חיבור של דיסציפלינות מדעיות שונות", אומר באס.

עבודתו של סטאב גם הדגימה כיצד לאפות כוכב לכת מאפס ולגרום לקוראים לחוות אותו כעולם שלם. עבודתו, והסיפורת שבאו בעקבותיה, נתנו לבני אדם את התחושה שהכדור שלנו אינו הגלובוס היחיד בחוץ, ושאחרים יכולים להיות שורדים, גם אם לא לגמרי ארציים, עם הכלים של המדע.

עם זאת, למדע בדיוני חזותי הייתה לטעון השפעה חזקה יותר על האופן שבו האדם הממוצע חושב על המשמעות של "כוכב לכת דמוי כדור הארץ". עולמות, למשל, מסע בין כוכבים להחדיר בנו רעיונות על הופעתם של כוכבי לכת, הוויזואליה מחלחלת בתת מודע לתפיסות חברתיות.

אבל החזונות המתקבלים הם די שרירותיים. עולמות טרקי, למשל, נוטים להיראות כמו האזור שמסביב ללוס אנג'לס, אבל לא בגלל שסביר להניח שכוכבי לכת חיצוניים דומים למרכז הטכנולוגי שלנו. "לא היה להם תקציב, אז הם פשוט יצאו החוצה", אומר קלימצ'ינסקאיה. סטארגייט, בינתיים, צולם בקולומביה הבריטית, כך שכל כוכבי הלכת נראים ונקובריים.

גם מספר הכדורים בסגנון צפון אמריקאי בדמיון הציבורי מטעה. "אנשים צופים מסע בין כוכבים, והם כאילו, 'הגלקסיה חייבת להיות זרועה בכוכבי לכת שניתן למגורים'", אומרת קייטלין רסמוסן, אסטרונומית מאוניברסיטת מישיגן. חוקר כוכבי לכת.

המלטה הזו מרגישה מבריקה במיוחד כעת, כאשר כדור הארץ מתמודד עם בעיות קיומיות, החל משינויי אקלים ועד לנשק גרעיני. "זה מושך במיוחד להפנים שיש עולם אחר שאנשים לא פישלו לגמרי", אומר רסמוסן. עצם הרעיון של עולם כזה יכול לתפקד כפלנטה ב' פילוסופית בכל מקרה - פנטזיה אסקפיסטית, אם לא תוכנית בריחה.


אבל אולי "לכלוך" היא לא המילה הנכונה לצפיפות של כוכבי לכת B הלא בדיוניים. "המציאות היא שאנחנו פשוט לא יודעים", אומר רסמוסן. "עדיין לא מצאנו כוכבי לכת דמויי כדור הארץ בשכונת השמש. יתכן שנוכל, אבל הטווח ותוחלת החיים של המגורים - זה פשוט כל כך צר."

קל לשכוח את המחסור הזה, או לעולם לא לדעת, כאשר כתבות חדשותיות מציגות בקביעות את התגליות של "בגודל כדור הארץ"כוכבי לכת או אלה ב"אזור ראוי למגורים." המונחים האלה נשמעים הרבה כמו "בעצם דומים לכדור הארץ" ו"למעשה ראויים למגורים" - אתה יודע, כמו בסרטים. אבל אסטרונומים פשוט מתכוונים שכוכב הלכת הוא עולם לא גזי שבו מים נוזליים יכולים להתקיים.

זה פרופיל טינדר די ריק להחליק עליו ימינה. גם פניהם של כוכבי הלכת לא מראים משהו שקרוב לתמונה ברורה - יותר כמו תמונה שצולמה במועדון חשוך, עם חבורה של תאורת ניאון אחורית.

מדענים יכולים להבחין בדברים בסיסיים כמו כמה רחב, כמה מסיבי, כמה רחוק מכוכב, ולכן כמה חם או קר כדור הארץ. ועם הכלים של היום, כמו האבל או מצפה הכוכבים הדרומי של אירופה טלסקופ 3.6 מטר ומחפש כוכבי הלכת ברמת הדיוק הגבוהה הרדיאלית שלו, הם יכולים לקבוע כמה שופעות מולקולות אטמוספריות מסוימות... אבל רק עבור כוכבי לכת גדולים קרובים לכוכבים שלהם.

כשאנחנו חושבים על כוכבי לכת אחרים, אנחנו בעצם תמיד כבר חושבים על כדור הארץ.

קתרין באס, חוקרת מדע בדיוני

כאשר עולם חולף מול הכוכב שלו, מנקודת המבט של כדור הארץ, הוא חוסם כמות קטנה מאור השמש שלו - כמו יתוש שעף מול פנס המחנה שלך. (חסימה זו היא לעתים קרובות מה שחושף את קיומה מלכתחילה.) זיקוקי אור הכוכבים שחולפים דרך האטמוספירה של כוכב הלכת, והחתימות באור המסונן הזה, יכולות לחשוף מה יש בפנים אַטמוֹספֵרָה. כדורים גדולים יותר שמקיפים בלוק קרוב ומסננים יותר את אור הכוכבים שלהם, יחס, מה שהופך אותם קל יותר להבחין. "במהלך 10 השנים הבאות, נתחיל להתקדם לעבר כוכבי לכת קטנים יותר שעדיין חמים מכדי להיות באזור המגורים", אומר רסמוסן. כל זה עדיין צעקה רמה מהיכולת לדעת מה הם כוכבי הלכת האלה באמת כמו, והאם יש להם מאפיינים לכל החיים.

ובכל זאת, חובבי מדע בדיוני הם לא היחידים המעוניינים לדמיין ולמצוא כדורים דמויי כדור הארץ. האסטרונומים מונעים לא כל כך מהמצוד אחר פתח מילוט אלא מהפוטנציאל להבין איך כוכב הלכת שלנו מתאים, וכך אָנוּ להתאים, לתוך היקום הרחב יותר.

אנשים שונים מתחבטים עם הקיומי הזה"הממ" בדרכים שונות. אדם דתי עשוי לפנות לכתבי הקודש, פילוסוף לאקסיומות. עבור אסטרונום, השאלה מתחלפת: "'האם אנחנו כמו בכל מקום אחר ביקום?'", אומר מסרי. התשובה דורשת לברר אם כדור הארץ הוא ייחודי, נפוץ או איפשהו באמצע - כדי להבין אם אנחנו והתנאים ששומרים עלינו ואת הביוספרה יכולים להיות ייחודיים, נפוצים או איפשהו בֵּין.

המחקר שלה חשף רגש נוסף מאחורי התעניינותם של מדענים בתאומי כדור הארץ, לא דומה לחלוטין לפתח המילוט הפילוסופי: סוג של נוסטלגיה. "פנטזיה של כדור הארץ שאולי היה אחרת, כדור הארץ בתולי, כדור הארץ שלא מוטרד מפוליטיקה", אומר מסרי. כוכבי לכת חיצוניים, במיוחד בצורתם הנוכחית חסרת הנתונים, הם לוחות ריקים. על היבשות ההיפותטיות שלהם, בני אדם יכולים להקרין את הגרסה האפלטונית ביותר של כוכב הלכת הזה.

בדרך זו, החיפוש של המדען אחר ותפיסת הציבור לגבי כוכבי לכת B עשויים להיות מונעים על ידי עיסוק במה שנכון כאן, כרגע. "כשאנחנו חושבים על כוכבי לכת אחרים, אנחנו בעצם תמיד כבר חושבים על כדור הארץ", אומר חוקר מדע בדיוני Buse.


עם JWST, מדענים הם דחף אחד יותר קרוב כדי למצוא מקום כמו זה. אנרגיית המראה הגדולה שלו תעזור לאסטרונומים לראות עולמות קטנים יותר רחוק יותר. "זה יכול לאסוף יותר אור, מה שיכול לתת לנו איתות ברור יותר", אומר קפריס פיליפס, סטודנט לתואר שני במדינת אוהיו אוניברסיטה שחוקרת האם JWST עשויה לזהות חתימות ביולוגיות מכוכבי לכת "גמדים גז" הגדולים מכדור הארץ אך קטנים מ נפטון. JWST גם רואה טווח רחב של אורכי גל של אור, מגיע הרבה יותר רחוק לתוך ה אינפרא אדום ממה שעשה האבל, אבל גם לפקוח עין על כמה אורכי גל גלויים, שלא כמו טלסקופ החלל שפיצר אינפרא אדום בלבד. זה לא רק יותר מאורכי הגל שהעין שלך יכולה לקלוט, זה גם המקום שבו כימיקלים כמו אמוניה - שפעילות ביולוגית יכולה לייצר, כאשר חיידקים להתפצל מימן וחנקן - יורקים יותר אותות.

אבל גם אם JWST, או טלסקופ עתידי, ימצא סימן מבטיח לביולוגיה פוטנציאלית - כמו אמוניה באטמוספירה, שהיא המומחיות של פיליפס - העבודה רק מתחילה. "אי אפשר פשוט לקפוץ מיד ולהגיד, 'מצאנו חיים. זה קיים", היא אומרת. תצפיות המשך צריכות לאשר מחדש שהחתימה הופיעה בכלל. ותהליכים אחרים, כמו פעילות געשית או סולארית, יכולים גם הם לגרום לכימיה הזו, ולכן אסטרונומים צריכים להפריד בין האפשרויות - תהליך מעורפל, במיוחד מכיוון שאסטרונאוטים לא יכולים פשוט לשוט לשם וללכת לראות מה קורה.

האבל-WASP-33b-כוכב הלכת
תפיסת אמן של כוכב הלכת הענק WASP-33b עובר את השמש שלו, ריגול על ידי טלסקופ החלל האבל. NASA/Goddard Flight Center Scientific Visualization Studio

פיליפס ואסטרונומים אחרים משתמשים בכלי תוכנה הנקרא פנדקסו כדי להעריך מה JWST עשוי לחשוף על האטמוספרות של כוכבי לכת אמיתיים. כשהם מזינים את המאפיינים של מערכת שמש חיצונית - כמו טמפרטורת הכוכב, רדיוס כוכב הלכת וכמה פעמים הטלסקופ יצפה בכוכב הלכת חולף מול הכוכב שלו - פנדקסו פולט נתונים מדומים מהטלסקופ, ומראה מה מדענים לַחשׁוֹב אולי מראות הבריליום יוכלו לראות. "זה יהיה אפילו יותר מגניב כשנראה באמת איך הנתונים נראים", אומר פיליפס. העולם האמיתי, אחרי הכל, רק לעתים רחוקות משקף תחזיות בדיוניות בצורה מושלמת - אפילו כאלה שיוצאות מהתוכנה.

אסטרונומים מעוניינים בכך נתונים אמיתיים, בין השאר, ממערכות שמש מבטיחות כמו TRAPPIST-1, שיש לו שבעה כוכבי לכת בגודל כדור הארץ, שלושה מהם יושבים באזור המגורים. אבל לקבל דיוקן ברור של המקומות האלה אינו מטרה מסוג מחר. "יכול להיות שאנחנו רחוקים מזה קצת", אומר פיליפס. "אבל שמור את זה בראש שלך."

נדרשת סבלנות מכיוון שהיכולת של בני אדם לראות כוכבי לכת - בכלל - היא חדשה. "זה תחום מאוד מתחיל, ויש כל כך הרבה אלמונים", אומר פיליפס. JWST ו מכשירי המשך אולי, וכנראה יפריך כמה דברים מפתיעים שבני אדם חשבו שהם יודעים על כוכבי לכת והאטמוספרות שלהם. עבור מדענים כמו פיליפס, זה סוג של מסע יוצא דופן משלו. "אל הלא נודע," היא אומרת. "תמיד."

ההודעה האחרונה בבלוג

הדברים הכי מוזרים שלמדנו השבוע: סטודנטים במכללה בלעו גפי לספורט ותרנגולות הרכיבו משקפיים
August 19, 2023

העורכים שלנו ערכו כמה עובדות מוזרות באמת. מה הדבר הכי מוזר שלמדת השבוע? ובכן, מה שזה לא יהיה, אנחנו מבטיחים שתהיה לך תשובה מוזרה עוד יותר אם תקשיב...

ה-FDA אומר כי אקסטזי היא תרופה 'פורצת דרך' עבור חולי PTSD
September 04, 2023

זה צעד גדול קדימה לטיפול שנוי במחלוקת. אקסטזי לא נשמע כמו משהו שעושים במשרד של רופא. אבל ה מנהל המזון והתרופות רוצה שזה ישתנה. ה-FDA זה עתה אישר א...

למוזיאון הכישלון יש לקחים להצלחה
September 04, 2023

זה באמת אודה לחדשנות. בסדרה עשיתי טעות גדולה, PopSci חוקר תקלות ואי הבנות, במלוא הבושה והתהילה שלהן.בניסיון הראשון שלי למצוא את מוזיאון הכישלון, ע...