הגדרה מחדש של כוכבי לכת ברחבי היקום

הצעה חדשה מבקשת לשנות את ההגדרה המדעית של כוכב לכת, המחייבת כיום להקיף את השמש שלנו.

• האיגוד האסטרונומי הבינלאומי מגדיר כוכב לכת כגוף שמימי המקיף את השמש, הוא מסיבי מספיק כדי שכוח הכבידה אילץ אותו לצורה כדורית, ופינה עצמים אחרים בקרבת מסלולו סביב השמש.
• מדענים מכירים כעת בקיומם של אלפי כוכבי לכת, אבל ההגדרה של IAU חלה רק על אלה שנמצאים במערכת השמש שלנו.
• ההגדרה החדשה המוצעת מציינת שהגוף עשוי להקיף כוכב אחד או יותר, גמדים חומים או שרידי כוכבים ומגדירה גבולות מסה שאמורים לחול על כוכבי לכת בכל מקום.

מדענים פלנטריים מציעים הגדרה חדשה של כוכב לכת כדי להחליף את זה שחוקרים רבים רואים כמרכזי שמש ומיושן. ההגדרה הנוכחית – שהוקמה ב-2006 על ידי האיגוד האסטרונומי הבינלאומי, או IAU, הארגון שממנה אובייקטים בחלל באופן רשמי – מציינת שכדי להתאים ככוכב לכת, גוף שמימי חייב להקיף את השמש במערכת השמש שלנו.

הרחבת ההגדרה מעבר למערכת השמש שלנו

עם זאת, מדענים יודעים שגופים שמימיים המקיפים כוכבים מחוץ למערכת השמש שלנו הם נפוצים למדי, ומאמר שיצא בקרוב ב- כתב עת למדע פלנטרי טוען להגדרה חדשה של כוכב לכת הכוללת חוסר מעצורים בגבולות מערכת השמש שלנו. ההצעה גם מספקת קריטריונים כמותיים להבהרת ההגדרה של כוכב לכת.

ז'אן-לוק מרגו, המחבר הראשי של המאמר ו UCLA פרופסור למדעי כדור הארץ, כוכבי הלכת והחלל ולפיזיקה ואסטרונומיה, יציג את ההגדרה החדשה המוצעת באסיפה הכללית של IAU באוגוסט 2024.

הגדרה נוכחית ומגבלותיה

לפי ההגדרה הנוכחית, כוכב לכת הוא גוף שמימי המקיף את השמש, הוא מסיבי מספיק כדי שכוח הכבידה אילץ אותו לצורה כדורית, ופינה עצמים אחרים בקרבת מסלולו סביב השמש.

"ההגדרה הנוכחית מזכירה באופן ספציפי את מסלול השמש שלנו. כעת אנו יודעים על קיומם של אלפי כוכבי לכת, אך הגדרת ה-IAU חלה רק על אלה במערכת השמש שלנו", אמרה מרגוט. אנו מציעים הגדרה חדשה שניתן ליישם על גרמי שמים המקיפים כל כוכב, שארית כוכבים או גמד חום".

הגדרה אוניברסלית חדשה

המחברים טוענים שבעוד שהדרישה להקיף את השמש שלנו היא ספציפית מדי, קריטריונים אחרים בהגדרת ה-IAU מעורפלים מדי. לדוגמה, הוא אומר שכוכב לכת "פינה את מסלולו" מבלי לציין מה זה אומר. ההגדרה החדשה המוצעת מכילה קריטריונים ניתנים לכימות שניתן ליישם על הגדרת כוכבי לכת בתוך ומחוץ למערכת השמש שלנו.

בהגדרה החדשה, כוכב לכת הוא גוף שמימי ש:

• מקיף כוכב אחד או יותר, ננסים חומים, או שרידי כוכבים ו
• הוא יותר מסיבי מ-10²³ ק"ג ו
• הוא פחות מסיבי מ-13 צדק מסות (2.5 X 10²⁸ ק"ג).

הקמת טקסונומיה המבוססת על דומיננטיות דינמית

מרגוט והמחברים השותפים ברט גלדמן מאוניברסיטת קולומביה הבריטית וטוני יאנג, סטודנט בבית הספר התיכון צ'פארל בטמקולה, קליפורניה, הפעילו אלגוריתם מתמטי על מאפיינים של עצמים במערכת השמש שלנו כדי לראות אילו עצמים התקבצו יחד. הניתוח חשף קבוצות של איכויות שונות המשותפות לכוכבי לכת במערכת השמש שלנו, שיכולות לשמש כנקודת מוצא ליצירת טקסונומיה לכוכבי לכת באופן כללי.

לדוגמה, אם לאובייקט יש מספיק כוח משיכה כדי לפנות נתיב על ידי צבירת או פליטה של ​​עצמים קטנים יותר בקרבת מקום, אומרים שהוא דומיננטי מבחינה דינמית.

"כל כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו דומיננטיים באופן דינמי, אבל עצמים אחרים – כולל כוכבי לכת ננסיים כמו פלוטו, ואסטרואידים – לא", אמרה מרגוט. "אז אפשר לכלול את הנכס הזה בהגדרה של כוכב לכת."

תיקון הקריטריונים למצב פלנטרי

הדרישה לדומיננטיות דינמית מספקת גבול תחתון למסה. אבל כוכבי לכת פוטנציאליים יכולים להיות גם גדולים מכדי להתאים להגדרה החדשה. כמה ענקי גזים, למשל, הם כה גדולים עד שמתרחש היתוך תרמו-גרעיני של דאוטריום, והעצם הופך לתת-כוכב הנקרא ננס חום ולכן לא כוכב לכת. גבול זה נקבע כמסה של 13 צדקים או יותר.

הדרישה הנוכחית להיות כדורית, לעומת זאת, בעייתית יותר. לעתים נדירות ניתן לצפות בכוכבי לכת מרוחקים בפירוט מספיק כדי לברר את צורתם בוודאות. המחברים טוענים שדרישת הצורה כל כך קשה ליישום שהיא למעשה חסרת תועלת למטרות הגדרה, למרות שכוכבי לכת הם בדרך כלל עגולים.

סיכויי עתיד להגדרת כוכב לכת

"היות שההגדרות מעוגנות לכמות הניתנת למדידה בקלות – מסה – מסירה טיעונים לגבי האם עצם ספציפי עומד בקריטריון או לא", אמר גלדמן. "זוהי חולשה של ההגדרה הנוכחית".

החדשות הטובות הן שבמערכת השמש, גרמי שמים גדולים מ-10²¹ ק"ג נראה עגול. אז כל הגופים שעומדים בגבול התחתון המוצע על מסה של 10²³ ק"ג צפויים להיות כדוריים.

בעוד שכל שינוי רשמי בהגדרת ה-IAU של כוכב הלכת צפוי בעוד כמה שנים, מרגוט ועמיתיו מקווים שעבודתם תתחיל שיחה שתביא להגדרה משופרת.