ארבעה ננסים לבנים נסתרים התגלו סמוך לכדור הארץ

צוותי מחקר מאוניברסיטת ווריק ומאוניברסיטת קולורדו בבולדר אישרו קיומם של ארבעה ננסים לבנים שלא זוהו קודם לכן במערכות כוכבים סמוכות לכדור הארץ. כל אחת מהמערכות נמצאת בטווח של עד 65 שנות אור, ואחת מהן כוללת כוכב שנחשב כעת לננס הלבן התשיעי בקרבתו לשמש. הממצאים פורסמו בכתב העת Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

למה הכוכבים האלה נעלמו מעינינו

ננס לבן הוא שריד דחוס של כוכב שכבר סיים את חייו. במקרים שנבדקו כאן, כל ננס לבן מקיף יחד עם כוכב ננס אדום. הבעיה מבחינת האסטרונומים הייתה שבאור נראה, הננס האדום בלט יותר ולכן המערכת כולה נראתה כאילו יש בה כוכב יחיד בלבד.

ד"ר מאירי אובריאן, המחברת הראשית של המחקר מאוניברסיטת ווריק, הסבירה כי בדרך כלל קל יחסית לזהות ננסים לבנים מבודדים בסביבה הקרובה של השמש, אך במקרה הזה אורם נבלע על ידי בני הזוג האדומים והבהירים יותר. לדבריה, גם בשכונה הקוסמית הקרובה ביותר אלינו עדיין אפשר למצוא הפתעות, אם בוחנים אותה באורך הגל המתאים.

הרמז הראשון לכך שמשהו מסתתר במערכות האלה הגיע מתנועה מחזורית של הכוכבים הגלויים. האסטרונומים מדדו "נדנוד" רדיאלי — תנועה קלה קדימה ואחורה ביחס לכדור הארץ — שמרמזת על גוף מסיבי בלתי נראה שמושך את הכוכב תוך כדי הקפה.

האבל חשף את האור שהוסתר באולטרה-סגול

כדי לבדוק את החשד, החוקרים השתמשו בנתוני ספקטרוגרף אולטרה-סגול של טלסקופ החלל האבל. ננסים לבנים בולטים במיוחד בתחום הזה של הקרינה, ולכן זו דרך יעילה יותר לחשוף אותם מאשר תצפית רגילה באור נראה.

אלא שגם כאן הייתה בעיה: כוכבי ננס אדום ידועים בהתפרצויות עזות שעלולות לייצר חתימה דומה באולטרה-סגול ולבלבל בין התפרצות רגעית לבין קיומו של ננס לבן. לכן הצוות פיתח שיטות כיול ייעודיות שנועדו להפריד בין האות האמיתי של הכוכב הנסתר לבין רעש שנובע מהתלקחויות של בן הזוג האדום. לאחר הניתוח הזה, אושרה נוכחותם של ננסים לבנים בכל ארבע המערכות.

המערכת שחיכתה 27 שנה לאישור

אחת המערכות, G 203-47, בלטה במיוחד. אף שהיא נמצאת במרחק של 25 שנות אור בלבד — מרחק זעיר במונחים גלקטיים — חלפו 27 שנה מהזיהוי הראשון של התנודה במסלולה ועד לאישור הסופי של הננס הלבן החבוי בה. בעקבות האישור, העצם הזה מוגדר כיום כננס הלבן התשיעי בקרבתו לשמש.

G 203-47 מסקרנת גם מסיבה נוספת: הכוכב הננס האדום בה משלים סיבוב סביב עצמו רק ביותר מ-100 ימים, אף שהוא מקיף את הננס הלבן אחת ל-14.9 ימים. במערכות קרובות כאלה מצפים בדרך כלל לנעילה גאותית — מצב שבו קצב הסיבוב מותאם לקצב ההקפה, בדומה לכך שהירח מפנה תמיד את אותו צד לכדור הארץ.

ד"ר דייוויד וילסון מאוניברסיטת קולורדו בבולדר אמר כי הסיבוב האיטי של G 203-47 אינו מתאים למה שמקובל לחשוב על היווצרות מערכות דומות. לדבריו, ייתכן שחלק מזוגות הכוכבים עברו בעבר אינטראקציה ממושכת ואלימה שהובילה לנעילה, בעוד שאחרים עברו מפגש קצר ומתון יותר — ולכן נותרו במצב חריג כמו זה שנמדד כאן.

מה זה אומר על מפת הכוכבים סביב השמש

לממצא יש משמעות רחבה יותר מאשר גילוי ארבעה כוכבים חדשים. הוא מאפשר לעדכן את מפקד הננסים הלבנים ברדיוס של 20 פרסק, כלומר כ-65 שנות אור. מודלים תיאורטיים קודמים העריכו שבאזור הזה אמורות להימצא בערך ארבע עד חמש מערכות קרובות שבהן ננס לבן וננס אדום מקיפים זה את זה. הזיהוי של ארבע מערכות כאלה מתאים באופן הדוק למדי לתחזיות.

פרופ' פייר-עמנואל טרמבלה מאוניברסיטת ווריק אמר כי רק כ-30% מהננסים האדומים בטווח הזה נסקרו באופן שיטתי בחיפוש אחר בני זוג נסתרים מסוג זה. להערכתו, ייתכן שבסביבה הכוכבית המקומית קיימות עוד תשע או עשר מערכות דומות שטרם התגלו.

המשמעות היא שהמפה האסטרונומית של סביבת השמש עדיין אינה שלמה, גם בעידן שבו שמי הלילה הקרובים נראים לכאורה ממופים היטב. המחקר החדש מדגיש עד כמה בחירת שיטת התצפית — ובמיוחד מעבר לאורכי גל שאינם נראים לעין — יכולה לשנות את התמונה ולחשוף עצמים שהיו שם כל הזמן.

החוקרים פרסמו את תוצאותיהם בכתב עת מדעי שעבר ביקורת עמיתים, והמערכות שזוהו נכנסו כעת לרשימות המעודכנות של הכוכבים והשרידים הכוכביים בסביבת השמש.