במאמר זה נסקר את השערת כוכב הלכת התשיעי, מדוע היא הוצגה ואיזו בעיות היא באה לפתור ונפתח בסקירה היסטורית. גרסה ראשונית של המאמר נכתבה בשנת 2016 עם פרסום ראשוני של ההשערה והוא עודכן בינואר 2025.
 |
| האם יש עוד כוכב לכת רחוק רחוק? מקור: MagentaGreen ויקימדיה |
בעבר הכל היה פשוט מאד. הארץ עומדת במרכז מערכת הארץ וסביבה שבעה כוכבי לכת - השמש והירח, כוכב חמה נוגה מאדים צדק ושבתאי. הכל עבד מצוין עד אמצע המאה ה-15 אז הציע קופרניקוס להעמיד את השמש באמצע, ולאחר שכלולים נוספים, בעיקר של קפלר שגם שינה את המסלולים ממעגל לאליפסה, התקבע המודל בו השמש באמצע. הירח אינו כוכב לכת אלא ירח של כדור הארץ, שבעצמו מסתובב סביב השמש כאחרון כוכבי הלכת.
מערכת השמש
המצאת הטלסקופ הכניסה סיבוכים נוספים לעניין. התגלה שגם לצדק יש ירחים, זו לא תופעה ייחודית לכדור הארץ וגרוע מכך התגלו כוכבי לכת נוספים! אורנוס נפטון ועוד כל מיני דברים קטנים במסלול מסודר ויפה בין צדק למאדים שכונו אסטרואידים. לאט לאט התגלו יותר ויותר כאלו ובסופו של דבר התגלה גם פלוטו בשנת 1930, ונהיה המודל המוכר של מערכת השמש עם תשעה כוכבי לכת - חגורת אסטרואידים בין צדק למאדים של כל מני דברים קטנים והכל היה נראה יפה ומסודר.
חגורת קוויפר
הטלסקופים השתפרו, נכנס כוח מחשב והתחילו לגלות המון דברים. אסטרואידים בכל מקום שרוצים. לא רק בחגורה היפה בין צדק למאדים אלא במסלולים שחותכים את כדור הארץ, ובמסלולים רחוקים יותר. בפרט התגלו הרבה מאד דברים שדומים לפלוטו במרחקים רחוקים ביותר. אחד המגלים של דברים אלו הוא ד"ר מייק בראון שיככב בהמשך הסיפור. נהיה גן חיות שלם של גרמי שמיים ואם כולם יהיו כוכבי לכת יהיו שפוט יותר מדי. כרגיל במצבים סבוכים כאלו מתכנסת וועדה ויושבת על המדוכה. בסופו של דבר הוחלט שפלוטו אינו כוכב לכת אלא רק כוכב לכת ננסי, קטגוריה חדשה שאפשר לדחוף לתוכה כל מיני דברים וחזרנו למודל עם שמונה כוכבי לכת.
Planet Nine
בראון וצוות המחקר שלו ממשיכים לחפש כל מיני דברים הרחק הרחק מהשמש וגם מוצאים אותם ולכן הציגו אפשרות של כוכב לכת נוסף במערכת השמש. הפרסום במגזין היוקרתי Science העלה אפשרות לקיומו של כוכב לכת נוסף. גם כיום, ולא רק בזמן פרסום המאמר אין ראיות ישירות לקיומו ובוודאי לא מיקומו או מסלולו אלא ראיות תיאורטיות שמצביעות על אפשרות קיומו. הבה נסביר ונפרט יותר על ההיסטוריה של גילוי כוכבי הלכת הנוספים.
הבעיה העיקרית אותה ניסו החוקרים לפתור היא הפרעות בתנועת כוכבי הלכת. אנו מדמיינים לעצמנו תנועה חלקה של כוכבי הלכת במסלולים אליפטיים, כמעט עגולים, אבל זה אינו נכון. כוחות הכבידה של גופים אחרים גורמת לתנועה שאינה חלקה. הפרעות אלו מכונות פרטוברציות וידועות כבר מאות שנים.
מי שיביט ממרחק רב בשמש יראה שהתנועה שלה אינה חלקה ויש קפיצות קטנות. השמש היא אמנם 99% ממסת מערכת השמש אבל צדק (שמסתו כ 0.66% ממסת מערכת השמש) משפיע על התנועה שלה. כיום זוהי אחת השיטות לגלות כוכבי לכת סביב כוכבים רחוקים.
למעשה גם באסטרונומיה העתיקה שעוד התבססה על הארץ במרכז ותנועה חלקה מעגלית מושלמת של כוכבי הלכת, עשו דברים דומים. בכל פעם שהתצפיות נהיו מדויקות יותר ולא התאימו לתאוריה, שוכללה התאוריה על ידי הוספת מעגלים נוספים וטיוב התאוריה. התוצאה הסופית שרוכזה בידי תלמי לספרו "האלמגסט" כללה כארבעים מעגלים שונים ומשונים! גם קופרניקוס ששם את השמש במרכז, אך נשאר עם מסלולים שהם מעגלים מושלמים היה צריך מספר דומה של מעגלים לפיתוח התיאוריה שלו. מעגלים אלו נעלמו כלא היו עם תגליתו של קפלר כי המסלולים הם למעשה אליפסות ולע מעגלים.
מציאת אורנוס נפטון ופלוטו
אותנו מעניינות הפרעות בתנועת כוכבי הלכת, ולאחר המצאת הטלסקופ כבר אי אפשר היה להתעלם מכך ששום תיאוריה: לא זו של קופרניקוס ולא זו של קפלר יכולה להסביר את העיוותים הקטנים במסלולי צדק ושבתאי. מאחר והטלסקופ הרחיב את גבולות השמים לאין שיעור בהראותו אלפי כוכבים שלא היו ידועים קודם, עלתה ההשערה שיש גם כוכבי לכת חדשים ולא ידועים והובילו לחיפוש ולגילוי כוכב הלכת אורנוס בשנת 1781 בידי האסטרונום האנגלי הרשל (מומלץ לבקר בבית שלו בעיירה באת'). לאחר גילויו של אורנוס, ההפרעות נמשכו והיה צריך שוב להסביר אותן והפעם גילו את כוכב הלכת נפטון בשנת 1846 (בחישוב מדויק ובהצבעה כמעט ישירה על מיקומו). ההפרעות,כצפוי, נמשכו והחלו לחפש כוכב לכת נוסף כי מה שעבד עד עכשיו פעמיים, בוודאי יעבוד גם בפעם הבאה.כוכב הלכת המבוקש כונה באופן מסורתי פלנטה-X. ב-1930 התגלה כוכב הלכת פלוטו וההתרגשות הייתה רבה שכן זהו כוכב הלכת הראשון שהתגלה בעזרת צילומים, אבל פלוטו היה קטן ומסכן ולא ממש מסוגל להשפיע על נפטון ולכן ההפרעות נמשכו ואיתן גם החיפושים, אבל במשך עשרות שנים לא מצאו כלום, עד שנכנסו מחשבים לתמונה ואיכויות הצילום השתפרו, וגם חוקר אחד, מייק בראון מקליפורניה נכנס לעובי הקורה והצליח למצוא לא מעט גופים חדשים.
בראון גילה בתחילת שנות האלפיים גופים רבים (סיפורם מופיע בספר איך הרגתי את פלוטו - לא תורגם לעברית) מעבר למסלולו של נפטון, אבל כולם היו גופים קטנים. לא כאלו שיכולים להשפיע במידה משמעותית על מסלולי נפטון ואורנוס.
כוכב לכת שקיים רק במודלים
החיפוש אחר כוכב הלכת X שמאז מכונה Planet Nine נמשך והפעם נעזרו במחשבים.במקום לצלם ולחפש גופים קטנים אפשר לרתום את כוח המחשוב לביצוע הנדסה לאחור ננסה "להמציא" כוכב לכת עם מאפיינים של גודל, מסה, מיקום, מסלול כלשהם ונראה אם זה פותר לנו את הבעיות. לאחר ריצות מרובות במחשבי על, נמצאה אפשרות כזו והיא התגלית שהתפרסמה.
הגוף, הוא בגודל של נפטון, ובעל מסה של עשרה כדורי ארץ. הרכבו המשוער גזי ופני השטח שלו קפואים. גוף כזה לא יכול להיווצר במרחק רחוק כל כך מהשמש, ולכן כנראה נוצר קרוב יותר למרכז מערכת השמש "ונבעט" החוצה (כנראה עקב הכבידה העצומה של צדק). זמן הקפתו סביב השמש הוא 15000 שנה, מסלול אקסצנטרי מאד ונע בין 200 יחידות אסטרונומית (מרחק הארץ מהשמש) ל-1200 יחידות אסטרונומיות. עקב המסלול האליפטי והעובדה שהכוכב נע הרבה יותר מהר כאשר הוא קרוב לשמש, רוב הזמן הוא מרוחק מהשמש ונע באיטיות מרגיזה. אם הוא היה קרוב, אולי כבר היו מוצאים אותו (בכל זאת אוביקט גדול הרבה יותר מאשר הגופיפים הקטנים שהתגלו במרחקים דומים). אם לא מצאו כנראה שהוא מרוחק.
הגוף, הוא בגודל של נפטון, ובעל מסה של עשרה כדורי ארץ. הרכבו המשוער גזי ופני השטח שלו קפואים. גוף כזה לא יכול להיווצר במרחק רחוק כל כך מהשמש, ולכן כנראה נוצר קרוב יותר למרכז מערכת השמש "ונבעט" החוצה (כנראה עקב הכבידה העצומה של צדק). זמן הקפתו סביב השמש הוא 15000 שנה, מסלול אקסצנטרי מאד ונע בין 200 יחידות אסטרונומית (מרחק הארץ מהשמש) ל-1200 יחידות אסטרונומיות. עקב המסלול האליפטי והעובדה שהכוכב נע הרבה יותר מהר כאשר הוא קרוב לשמש, רוב הזמן הוא מרוחק מהשמש ונע באיטיות מרגיזה. אם הוא היה קרוב, אולי כבר היו מוצאים אותו (בכל זאת אוביקט גדול הרבה יותר מאשר הגופיפים הקטנים שהתגלו במרחקים דומים). אם לא מצאו כנראה שהוא מרוחק.
עוד ראיות נסיבתיות
מאחר ומדובר בראיות נסיבתיות בלבד יש למצוא יותר מהן. בראון ושותפיו מצאו שלדי הרבה גופים רחוקים הרחק ממסלול נפטון, יש נקודת פריהליון (הנקודה הקרובה ביותר לשמש) כמעט זהה. זה מאד לא צפוי, הנקודה הייתה צריכה להיות מפוזרת, ולכן "משהו" צריך לגרום להם להסתדר ככה יפה. אותו "משהו" הוא הפלנטה החסרה. לטענתם, הסיכוי שסידור כזה יקרה ללא פלנטה נוספת הוא נמוך מאד, אולם במודל הכולל פלנטה כזו, הכל יופי טופי. חוקרים אחרים לא מקבלים את הטענות והפיסור עדיין יכול להיות אקראי, בעיקר צריכים עוד ראיות, עוד גופים, עוד מסלולים, אבל מאחר והיעדר ראייה אינו ראייה להיעדר, בראון וצוותו מקווים להצליח לצלם את הפלנטה, מה שיוכיח די בוודאות שהיא קיימת.
מי יכול לראות עד לשם?
אז מה עושים עכשיו בהנחה שהגוף בכלל קיים?לחפש את הגוף הנ"ל ברחבי השמים היא משימה קשה מאד - הרבה יותר קשה מאשר לחפש מחט בערמת שחת (או טבעת יהלום באוטו זבל, או כונן המכיל מפתחות ביטקוין במזבלה). אם הוא בשיא המרחק מהשמש יהיה בלתי אפשרי לראות אותו. הוא לא מחזיר מספיק אור. אם הוא קרוב, המשימה עדיין קשה. המשך המחקר יצריך מעבר על לוחות צילום ישנים וחיפוש אובייקטים לא מזוהים בהם. לרוב אלו יהיו הפרעות בצילום, אבק ושאר מרעין בישין, אבל אם ימצאו שתי נקודות שאולי הן הגוף המסתורי שצולמו בהפרש של כמה עשרות שנים, יהיה אפשר לנסות ולחשב את המסלול של הגוף, לשער איפה הוא כיום ולהסתער עליו עם מיטב הטלסקופים. הטלסקופ הראשון שיכול לעזור הוא טלסקופ סובארו, מהסיבה ששדה הראייה שלו רחב יחסית ולכן הטלסקופ יכול לסרוק חלק גדול יותר של השמים בפחות זמן. רק אם בסובארו ימצאו משהו, יכוונו בצורה מדויקת יותר את התותחים הכבדים יותר - טלסופק קק וטלסקופ האבל וינסו לאמת את ההשערה. כל זה לא קרה והתקוות הן עכשיו לטלסקופ חדש ההולך ומושלם בימים אלו (ינואר 2025)
טלסקופ ורה רובין
לורה רובין Vera Rubin מגיע מאמר נפרד על פעולה בתחום האסטרונומיה, בחקר תנועת גלקסיות ומחקר שהוביל בסופו של דבר להשערת החומר האפל ביקום. כמובן שבתור אישה היא הייתה פורצת דרך בתחום יחד עם נשים נוספות שהצליחו להיכנס, בקושי ובנחישות לעולם הגברי הדי סגור הזה. רובין נפטרה בשנת 2016 ומצפה LSST בצ'ילה מוסב כרגע לטלסקופ חדש עם מצלמה משהו משהו סוף הדרך שייקרא על שמה של רובין ותיאורטית עוצמת הטלסקופ והמצלמה יכולים להצליח לצלם את Planet Nine. נראה שעד סוף שנת 2026 כבר יהיו נתונים. נחכה
בתרשים הבא מוצגת מערכת השמש, מסלולי הגופים שכבר נמצאו והאליפסה הענקית שמתארת את מסלולו המשוער של הגוף החדש, ואת גזרת החיפושים הצפויה בטלסקופ סובארו.
בתרשים הבא מוצגת מערכת השמש, מסלולי הגופים שכבר נמצאו והאליפסה הענקית שמתארת את מסלולו המשוער של הגוף החדש, ואת גזרת החיפושים הצפויה בטלסקופ סובארו.
 |
| מסלולים של גופים רחוקים ומסלול מוצע לפלנטה X (DATA) JPL; BATYGIN AND BROWN/CALTECH; (DIAGRAM) A. CUADRA/SCIENCE |
והנה תרשים עדכני יותר (התרשים עצמו NRCODE WIKIMEDIA הטקסט מגזיןAstronomy ) הכולל עוד גופים רבים טרנס-נפטוניים, רובם אפילו ללא שם.
 |
| (התרשים עצמו NRCODE WIKIMEDIA הטקסט מגזיןAstronomy ) |
כפי שמודה מייק בראון, עד שלא יראו אותו דרך טלסקופ ויצלמו, הנתונים יישארו בגדר השערה, השערה טובה אבל עדיין השערה. לנו נותר רק לחכות.
