הרושם של אמן זה ממחיש אובייקט בין-כוכבי שמתקרב במהירות למערכת השמש שלנו. העצם, שנפלט ממערכת כוכבי הלכת הביתית שלו לפני זמן רב, עבר בחלל הבין-כוכבי במשך מיליארדי שנים לפני שעבר לזמן קצר בשכונה הקוסמית שלנו. מצפה הכוכבים רובין יחשוף רבים מהמבקרים הבין-כוכביים הלא ידועים הללו. אַשׁרַאי:
מצפה רובין/NOIRLab/NSF/AURA/J. daSilva/ M. Zamani
סקר החלל והזמן המורשת של מצפה הכוכבים ורה סי רובין יחולל מהפכה במדעי מערכת השמש על ידי חשיפת אוכלוסיית שביטים ואסטרואידים בין-כוכביים שטרם התגלו העוברים בשכונה הקוסמית שלנו
אובייקטים בין-כוכביים רבים שעדיין לא התגלו קיימים ברחבינו שביל החלב גלקסיה: שביטים ואסטרואידים שנפלטו ממערכות הכוכבים הביתיות שלהם. חלק מהעצמים הללו עוברים דרך מערכת השמש שלנו, ומביאים מידע רב ערך על האופן שבו מערכות פלנטריות נוצרות ומתפתחות. נכון לעכשיו, רק שני מבקרים בין-כוכביים כאלה התגלו: 1I/ʻOumuamua וכוכב השביט 2I/Borisov. הסקר המורשת הקרוב של רובין לחלל וזמן יראה לנו עוד הרבה.
קידום טכניקות אסטרונומיות עם מצפה הכוכבים רובין
למדנו הרבה על העצמים הגדולים והבהירים ביותר במערכת השמש שלנו באמצעות מכשירים וטלסקופים קיימים. עם זאת, אסטרונומים כמו מישל באניסטר, עמית רתרפורד דיסקברי באוניברסיטת קנטרברי באוטארוה ניו זילנד וחבר במצפה רובין/LSST System Solar Science Collaboration, רוצים לחפש עמוק יותר, אחר גופים קטנים וחלשים שמקורם במערכות פלנטריות הרבה מעבר לנו שֶׁלוֹ. העצמים הבין-כוכביים האלה – שהושלכו מהמערכות הביתיות שלהם לחלל שבין כוכבים – כל כך חלשים עד שלא ניתן היה לזהות אותם כמעט. אבל עם סקר המורשת הקרוב של חלל וזמן (LSST), שנערך עם מצפה הכוכבים של ורה סי רובין בצ'ילה, מדענים מצפים לתקופה נפיצה של גילוי כאשר העצמים הקלושים הללו עולים לעין לראשונה.
מצפה הכוכבים רובין ממומן במשותף על ידי הקרן הלאומית למדע (NSF) ומשרד האנרגיה האמריקאי (DOE). רובין היא תוכנית של NSF NOIRLabשיחד עם מעבדת האצה הלאומית של SLAC, תפעיל את רובין.
סרטון זה מציג את הנתיבים דרך מערכת השמש שלנו של שני העצמים הבין-כוכביים המאושרים, 'אומואמואה (הידועה באופן רשמי כ-1I/2017 U1), שהתגלו ב-2017, והשביט 2I/בוריסוב, שהתגלה ב-2019. הנתיבים של עצמים אלה ניכרים באופן ניכר. שונה מהמסלולים של עצמים במערכת השמש שלנו, מה שהופך אותם קל להבדיל כעצמים בין-כוכביים. מצפה הכוכבים רובין והסקר המורשת של החלל והזמן יספקו נתונים המאפשרים למדענים לזהות עצמים בין-כוכביים רבים בשלב מוקדם של הסקר. קרדיט: מצפה רובין/NSF/AURA/J. מְנוּמָר
הבנת המקורות הקוסמיים שלנו
מקורה של מערכת השמש שלנו טמון בענן מסתחרר מאסיבי של גז ואבק שקרס ויוצר כוכבים חדשים, אחד מהם היה השמש שלנו. הכוכבים זללו את רוב המרכיבים הקוסמיים, אבל סביב כל כוכב השאר יצרו את אבני הבניין הקטנות של כוכבי לכת – המכונים פלנטזימלים – בגודל של עשרות מטרים עד כמה קילומטרים. חלק מאלה התלכדו לכוכבי לכת וירחיהם וטבעותיהם, אך טריליונים של שאריות פלנטזימלים המשיכו להקיף את הכוכבים המארח שלהם.
בעזרת תצפיות על מערכת השמש שלנו והדמיות ממוחשבות, מדענים משערים שכוח המשיכה של כוכבי לכת גדולים יותר וכוכבים חולפים בקרבת מקום משגר לעתים קרובות את רוב השאריות הפלנטזימלים הללו הרחק מהמערכות הביתיות שלהם החוצה אל הגלקסיות שלהם. נוסעים בחלל ולא קשורים לשום כוכב, הם ידועים כעת כעצמים בין-כוכביים.
תמונה זו לוכדת לא רק את מצפה הכוכבים של ורה סי. רובין, אלא גם את אחת הדגימות השמימיות שמצפה רובין יצפה כשיגיע לאינטרנט: שביל החלב. ההילה הבהירה של גז וכוכבים בצד שמאל של התמונה מדגישה את מרכזה של גלקסיית שביל החלב. השביל האפל החותך דרך מרכז זה ידוע בשם הבקע הגדול, מכיוון שהוא נותן את המראה ששביל החלב מפוצל לשניים, ממש דרך מרכזו ולאורך זרועותיו הרדיאליות. קרדיט: RubinObs/NOIRLab/NSF/AURA/B. קווינט
תפקיד השליח של אובייקטים בין-כוכביים
"מערכות פלנטריות הן מקום של שינוי וצמיחה, של פיסול ועיצוב מחדש", אמר באניסטר. "וכוכבי לכת הם כמו מתכתבים פעילים בכך שהם יכולים להעביר טריליוני כוכבי לכת זעירים אל החלל הגלקטי."
אם כוכבי לכת הם המתכתבים, עצמים בין-כוכביים הם המברקים המכילים מידע רב ערך על מערכות פלנטריות רחוקות וכיצד נוצרו. ולזמן קצר, חלק מהמסרים הללו מרחוק נמצאים ממש בחצר האחורית הקוסמית שלנו. "סלע ממערכת שמש אחרת הוא בדיקה ישירה לאופן שבו התרחשה היווצרות כוכבי הלכת בכוכב אחר", אמר באניסטר, "אז לבקש מהם להגיע אלינו זה די מסודר".
למרות שאסטרונומים חושבים שקיימים עצמים בין-כוכביים רבים, וכנראה עוברים דרך מערכת השמש שלנו על בסיס קבוע, רק שניים אושרו: 'אומואמואה ב-2017 (הידוע גם בשם 1I/2017 U1), והשביט 2I/בוריסוב ב-2019. התגלו הודות לתזמון מצוין, להרבה מאמץ ומעט מזל – הנוסעים הבין-כוכביים הקטנים והחלשים האלה נראים רק כשהם קרובים מספיק כדי לראות, וכשהטלסקופים שלנו מצביעים על המקום הנכון בזמן הנכון.
שיפור הזיהוי באמצעות מצפה רובין
"אנחנו חושבים שיש הרבה מאוד עולמות קטנים במערכת השמש שלנו עכשיו", אמר בניסטר. "אנחנו פשוט לא יכולים למצוא אותם עדיין כי אנחנו לא רואים מספיק חלשים."
מצפה רובין ישנה את זה. באמצעות טלסקופ של 8.4 מטר המצויד במצלמה הדיגיטלית ברזולוציה הגבוהה ביותר בעולם, רובין יזהה עצמים בין-כוכביים חלשים יותר ממה שראינו אי פעם. "זה כאילו אתה פתאום עובר מלהיות על סירה קטנה שמסתובבת ברדודים היפים ממש ליד החוף, לעכשיו אתה בחוץ מעל האוקיינוס העמוק הגדול ואתה יכול לראות לתוך כל המרחב הזה בפעם הראשונה," אמר באניסטר.
בנוסף, הטלסקופ המהיר של רובין יכול לסרוק את כל השמים הנראים לעין כל כמה לילות, וללכוד תצוגת Timelapse של עצמים בין-כוכביים במסעותיהם המהירים דרך מערכת השמש שלנו.
חיזוי תגליות עתידיות
בעוד שאנו קוראים גם 'אומואמואה' וגם '2I/Borisov' עצמים בין-כוכביים, הם שונים כמעט בכל דרך שאנו יכולים למדוד. איך ייראה העצם הבין-כוכבי השלישי, או העשרים? במהלך השנה הראשונה של 10 שנות ה-LSST של מצפה הכוכבים רובין, המתוכנן להתחיל ב-2025, מדענים מצפים לקבל רעיון טוב. "אנחנו הולכים לעבור ממחקר של שני אובייקטים בודדים למחקר אוכלוסיה של לפחות עשרות", אמר באניסטר. מכיוון שעצמים בין-כוכביים יכולים להגיע מכוכבים בכל רחבי שביל החלב, עלייה זו תאפשר למדענים לחקור ישירות כיצד נוצרות מערכות פלנטריות בכוכבים מרוחקים לאורך ההיסטוריה של הגלקסיה שלנו – כולל בכוכבים עתיקים שאינם קיימים עוד.
לעת עתה, מדענים יכולים לחזות רק כמה עצמים בין-כוכביים יחשוף רובין. באניסטר מניחה את ההימור שלה בשובבות על 21, אבל אומרת שבאמת אין לנו מושג עדיין. לא משנה מה התוצאה, רובין מוכן לחולל מהפכה במחקרי מערכת השמש – יחד עם תחומים רבים אחרים של אסטרונומיה ואסטרופיזיקה. "זו הולכת להיות אחת המתנות שרובין מספקת", אמרה, "היסטוריה חדשה של מערכת השמש והבנה טובה יותר מאיפה אנחנו באים".
