אזור ישיב

מועמדים אפשריים להימצאות באזור ישיב בהתאם לטמפרטורת הכוכבים המרכזיים

מרחק האזור הישיב בהתאם לבהירות הכוכבים המרכזיים

באסטרונומיה, אזור יָשיב (באנגלית: circumstellar habitable zone‏ (CHZ), או פשוט habitable zone) הוא אזור בחלל שמתקיימים בו תנאים מתאימים לקיום חיים, היינו, שלגרמי שמיים הנמצאים באזור זה יש על פני שטחם טמפרטורות מתאימות להימצאות מים במצב נוזל, בדומה לתנאים המאפשרים חיים בכדור הארץ. אזור ישיב יכול להתקיים במערכת כוכבי לכת או בגלקסיה. כוכבי לכת וירחים באזורים אלו הם המועמדים המבטיחים ביותר להיות ישיבים וכשירים לקיים חיים חוץ ארציים הדומים לחיים בכדור הארץ. במערכת השמש האזור הישיב נחשב בתחום שמרחקו בין 0.38 ועד כ-3.0 יחידות אסטרונומיות. אזור ישיב מכונה לעיתים אזור זהבה (באנגלית: Goldilocks zone; על פי סיפור זהבה ושלושת הדובים: "לא חם מדי ולא קר מדי"), כינוי שטבע ג'יימס לאבלוק, מציע השערת גאיה. שם נוסף בשימוש הוא "חגורה ירוקה".

אזור ישיב במערכת פלנטרית

כדי שיתאפשרו חיים בכוכב לכת הנמצא במערכת פלנטרית, כוכב הלכת צריך להימצא בתחום האזור הישיב. האזור הישיב הוא מעטפת תאורטית סביב כוכבים שבכוכבי הלכת הנמצאים בתחומה יש על פני השטח טמפרטורות מתאימות להימצאות מים במצב נוזל. מים נוזליים חיוניים לחיים הודות לתפקידם כממס החיוני לתגובות ביוכימיות. ב-1959 הפיזיקאים פיליפ מוריסון וג'וזפה קוקוני תיארו את האזור הישיב במאמר שנכתב בעבור SETI. ב-1961 פרנק דרייק השתמש ברעיון במסגרת נוסחת דרייק.

המרחק מהכוכב שבו מתקיים אזור ישיב ניתן לחישוב על פי גודל הכוכב והארה שלו. מרחק מקורב של "מרכז" האזור הישיב של כוכב ניתן להעריך באמצעות המשוואה:

$$d_{AU}={\sqrt {L_{star}/L_{sun}}}$$

כאשר:

$d_{AU}\,$ הוא רדיוס האזור הישיב ביחידות אסטרונומיות

$L_{star}\,$ הוא הארה הבולומטרית של הכוכב

$L_{sun}\,$ הוא הארה הבולומטרית של השמש

כך לדוגמה לכוכב המקרין 25% מהאור של השמש יהיה מרכז האזור הישיב במרחק של כ-0.50 יחידות אסטרנומיות, ומרחק מרכז האזור הישיב מכוכב המאיר פי שניים מהשמש יהיה כ-1.4 יחידות אסטרונומיות. הערכה זו היא תוצאה של חוק ריבועי הפוך (Inverse-square law) בנוגע לעוצמת האור. "מרכז" האזור הישיב מוגדר כמרחק שבו צריכה להימצא אקזופלנטה מהכוכב שלה כדי שיתקיימו בה תנאי טמפרטורה הדומים לאלו שבכדור הארץ, וזאת בהנחה בין היתר שיש באקסופלנטה זו אטמוספירה דומה בגודלה ובהרכבה לזו שבכדור הארץ.

כשכוכב מזדקן הוא הופך לבהיר יותר, ומגביר את ההארה שלו. כתוצאה מכך האזור הישיב מתרחק עם הזמן מהכוכב. כדי שבכוכב לכת תאריך יכולת התקיימות החיים ככל האפשר, מסלולו של כוכב הלכת צריך להישאר באופן אידיאלי בתחום האזור הישיב זמן ארוך ככל האפשר.

להרכב האטמוספירה בכוכב הלכת יש גם כן חשיבות. הטמפרטורה של כוכב לכת תלויה בין היתר בריכוז האטמוספירי של גזי חממה.

אזור ישיב בגלקסיה

למיקומה בגלקסיה של מערכת פלנטרית יש גם כן חשיבות להתפתחות חיים, וקיים מושג אזור ישיב גם בהקשר גלקטי (Galactic habitable zone)‏ אם כי עצם הגדרתו שנוי במחלוקת.

מחד גיסא, כדי לתמוך בחיים מערכת פלנטרית צריכה להימצא קרוב מספיק למרכז הגלקסיה, שם יש ריכוז מספיק של יסודות כבדים להתפתחות של כוכבי לכת סלעיים. קיומם של יסודות כבדים חשוב להתפתחות חיים כפי שמוכרים לנו כיום, כך למשל ברזל נמצא בהמוגלובין ויוד בבלוטת התריס. מאידך גיסא, המערכת הפלנטרית צריכה להיות רחוקה דיה ממרכז הגלקסיה על מנת לצמצם סכנות של פגיעות של שביטים ואסטרואידים, התקרבות לכוכבים, ומפני התפרצויות קרינה מסופרנובה או מחור שחור במרכז הגלקסיה. בגלקסיית שביל החלב האזור הישיב נמצא במרחק של כ-25,000 שנות אור ממרכז הגלקסיה וגדל באטיות.

ביקורת

על המושג, ועל הגדרתו נמתחה ביקורת. בספר Evolving the Alien: The Science of Extraterrestrial Life של איאן סטוארט וג'ק כהן תוקפים את הרעיון של אזור ישיב משני טעמים: ראשית, הגדרת המושג יוצאת מתוך הנחה שחיים חוצניים דורשים את אותם התנאים כאלו הנדרשים על ידי החיים בכדור הארץ. שנית, תנאים אחרים שמופיעים בגופים מחוץ לאזור הישיב עשויים גם כן לאפשר חיים. כדוגמה, בירח של צדק, אירופה, ייתכן שקיים אוקיינוס מתחת לפני השטח עם סביבה הדומה לזו המתקיימת במעמקי האוקיינוסים בכדור הארץ. קיומם של אקסטרמופילים (כדוגמת דובוני מים) הופכים את אפשרות קיומם של חיים באירופה לסבירים יותר, אף על פי שירח זה נמצא מחוץ לתחום האזור הישיב. קרל סייגן העריך כי חיים אפשריים גם בענקי גז כדוגמת צדק. גילוי צורה כלשהי של חיים בסביבה כזו, תגלה כי ההגבלות ההיפותטיות שמציב המושג שמרניות מדי.

דוגמה נוספת לביקורת כלפי המושג, היא שבירח, שאף על פי שנמצא במרחק דומה לזה של כדור הארץ מהשמש, שנחשב למרכז האזור הישיב, לא מתקיימים תנאים המאפשרים חיים.

בנוסף, דוגמה המרחיבה את אפשרות החיים, ללא תלות בהימצאות באזור הישיב עשויה להיות בירח אירופה של כוכב הלכת צדק. על פני הירח מתקיים אוקיינוס הגדול פי 3 מאלו של כדור הארץ, והמוקף בשכבת קרח עבה. על פי מחקר של ד"ר אלן סטרן, ייתכן ושכבת הקרח ואבק על פניו משמשים הגנה מפני הקרינה של צדק, ובכך למעשה מאפשרים התקיימות חיים. הגשושית אירופה קליפר מתוכננת להיות משוגרת ב-2024 ולמדוד את האפשרות הזו.

תגליות

• ב-11.09.2019 פורסם לראשונה על כוכב לכת חיצוני בעל אטמוספירה המכילה אדי מים. כוכב הלכת K2-18b הוא בגודל סופר ארץ, ומקיף ננס אדום. אמנם K2-18b נמצא באזור הישיב, אך הוא מקיף ננס אדום מאוד פעיל, מה שגורם למדענים להסיק שהוא גם סופג קרינה בכמות מסוכנת לאפשרות חיים. K2-18b התגלה על ידי טלסקופ החלל קפלר ב-2015, והוא מרוחק מאתנו 110 שנות אור בקבוצת הכוכבים אריה.

• קפלר-452b, שגילויו פורסם ב-23 ביולי 2015, הוא כוכב הלכת הידוע בעל הסיכויים הרבים ביותר לחיים באזור הישיב. קדם לו קפלר-22b, כוכב הלכת השלישי של הכוכב דמוי שמש קפלר-22 (במרחק של כ-600 שנות אור מכדור הארץ), שהיה הדוגמה הטובה ביותר לכוכב לכת חוץ-שמשי שמסלולו סביב הכוכב שלו נמצא בתוך תחום ישיב מבחינה תאורטית.

ראו גם

• חיים מחוץ לכדור הארץ

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא אזור ישיב בוויקישיתוף

• אזור ישיב, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)