הסימן הכימי המפתיע שנמצא באטמוספרה של WASP-39b

יחס דאוטריום־מימן גבוה במיוחד

המדידה אפשרה להעריך את היחס בין דאוטריום למימן, או D/H, במים שבאטמוספרה של WASP-39b. הערך שהתקבל הוא:

4.0⁺¹·³₋¹·¹ × 10⁻³

זהו יחס גבוה משמעותית מהיחסים שנמדדו בענקי הגזים של מערכת השמש — צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. במקביל, הערך חופף מבחינה מספרית לערכים שנמצאו בסביבות מסוימות שבהן נוצרים כוכבים ובחלק מהעצמים במערכת השמש הפנימית .

היחס הזה אינו רק נתון כימי. הוא יכול לשמש מעין "טביעת אצבע" של מקור המים ושל התהליכים שעברו על האטמוספרה מאז היווצרות כוכב הלכת.

שתי אפשרויות להסבר להעשרת הדאוטריום

המחקר מציע שני תרחישים מרכזיים, ועדיין אין הכרעה ביניהם .

1. מים שנוצרו באזור קר מעבר לקו השלג

ייתכן ש-WASP-39b נוצר במרחק גדול מהכוכב שלו, באזור הקר שמעבר ל"קו השלג" — הגבול בדיסקה הקדם־כוכבית שבו מים יכולים להתעבות לקרח. בתנאים כאלה עשויים להצטבר קרחים עשירים יותר בדאוטריום ולהיכלל בחומר שממנו נבנה כוכב הלכת.

לפי התרחיש הזה, WASP-39b נדד בהמשך פנימה, אל מסלולו הקרוב והלוהט כיום, אך שמר באטמוספרה שלו חלק מהחתימה האיזוטופית הקדומה .

2. עיבוד איזוטופי של האטמוספרה

אפשרות אחרת היא שההעשרה התפתחה בהדרגה לאחר היווצרות כוכב הלכת. תגובות פוטוכימיות באטמוספרה העליונה, ערבול אנכי ובריחה מועדפת של מימן קל יותר לחלל עשויים להגדיל לאורך זמן את חלקו היחסי של הדאוטריום באטמוספרה שאותה צופה הטלסקופ כיום .

למה התגלית חשובה לחיפוש אחר חיים?

WASP-39b עצמו אינו יעד לחיפוש חיים: הוא כוכב לכת גזי ולוהט. החשיבות של המדידה היא מתודולוגית — היא מדגימה שאפשר לזהות איזוטופים של מים באטמוספרה של עולם רחוק ולחלץ מהם מידע על עברו .

בכדור הארץ, היחס בין דאוטריום למימן במי האוקיינוסים מסייע לחוקרים לבחון כיצד הגיעו המים לכאן, למשל באמצעות חומר שמקורו באסטרואידים או בשביטים . בעתיד, אותה גישה עשויה להיות מיושמת על כוכב לכת סלעי ומתון יותר.

מדידה כזו תוכל לסייע לענות על שאלות בסיסיות:

• מה מקור המים? האם הם הגיעו מחומר עשיר בקרח שנוצר בחלקים החיצוניים של המערכת הפלנטרית?
• כיצד השפיע הכוכב? האם הקרינה מהכוכב המארח שינתה את המים ואת האטמוספרה לאורך חיי כוכב הלכת?
• כמה מים אבדו לחלל? האם מימן קל ברח מהאטמוספרה והשאיר אחריו ריכוז גבוה יותר של דאוטריום?

התשובות עשויות לעזור להעריך אם בכוכב לכת סלעי יש סיכוי לשמר מים נוזליים על פני השטח — תנאי מרכזי, אם כי לא יחיד, לבחינת האפשרות לקיום חיים .

לכן, הגילוי ב-WASP-39b אינו מציאת חיים ולא הוכחה לכך שכוכב הלכת ראוי למגורים. זהו צעד הוכחתי חשוב: ג׳יימס וב הראה שהוא מסוגל לעקוב אחר חתימה איזוטופית עדינה, שעשויה בעתיד לעזור למדענים להבחין בין עולמות שפשוט מכילים מים לבין עולמות שבהם למים הייתה היסטוריה המתאימה יותר לתנאי חיים.