Hasses Skolblogg: Exoplaneter

En extrasolär planet, ofta förkortat exoplanet, är namnet för de planeter som ligger utanför vårt egna solsystem.

"Alien Planet" Konst av "ChadoNihi"

Upptäckter

Extrasolära planeter blev ett ämne inom vetenskaplig forskning under 1850-talet, även om astronomer länge trott något som exoplaneter existerat länge. De absolut första upptäckterna gjordes under 1990-talet och under början av 2012 så hade totalt 728 exoplaneter upptäckts av forskare världen över.

Den absolut första publicerade upptäckten gjordes 1988. Upptäckten gjordes av de tre kanadensiska astronomerna Bruce Campbell, G.A.H. Walker och S. Yang. Deras observationer visade på att det fanns en planet som kretsade runt stjärnan "Gamma Cephei". Man tvekade först på sin teori av ett antal anledningar. Astronomernas skeptiska syn på sin upptäckt berodde först och främst på att observationerna som gjorts låg precis bortom gränsen av vad instrumenten som fanns vid tidpunkten kunde klara av. Under de kommande åren så släpptes flera rapporter om observationer som stödde astronomernas upptäckt av en planet som kretsade runt Gamma Cephei. Under 2003 så lyckades man helt bekräfta upptäckten av planeten.

Under början av 1992 så deklarerade astronomerna Aleksander Wolszczan och Dale Frail att de upptäckt planeter som kretsade runt en pulsare vid namn PSR 1257+12. Till skillnad från upptäckten av planeten som kretsade runt Gamma Cephei, så bekräftades de två astronomernas upptäckt förhållandevis snabbt, och anses därmed vara den första definitiva upptäckten av exoplaneter.

Den sjätte oktober 1996 så deklarerade Michel Mayor och Didier Queloz att de hittat en Exoplanet vid stjärnan 51 Pegasi. Detta gjorde deras upptäckt till den första bekräftade upptäckten av en exoplanet som kretsar runt en normal stjärna.

Mängden Nyupptäckta Exoplaneter per år.

Upptäcktsmetoder

Det svåra med att hitta nya exoplaneter är att de är extremt svaga ljuskällor i jämförelse med dess moderstjärna. För att förklara det så simpelt så möjlig så har en planet, för det mesta, mindre än en miljondel av sin moderstjärnas ljusstyrka vid synliga våglängder. Något som ofta leder till att moderstjärnan bländar ut planetens mycket svaga sken. Detta innebär att det är extremt svårt att faktiskt fotografera en exoplanet med hjälp av teleskop, något man bara lyckats med ett fåtal gånger.

Den större delen av de upptäckter av exoplaneter vi gjort idag är med hjälp av något som kallas för indirekta metoder.

Astrometri - Astrometri går ut på att man mäter en stjärnas position på stjärnhimmeln och observerar alla förändringar som sker över tid. Denna metod har än så länge inte lett till några upptäckter av exoplaneter, men då den däremot har hjälpt oss hitta vita dvärgar, så hoppas astronomer att man i framtiden kommer kunna upptäcka exoplaneter med hjälp astrometri.
Pulsar Timing - En pulsar sänder ut radiovågor med en väldigt precis regelbundenhet när den roterar. I fall man kan hitta mindre avvikelser i radiopulsernas ankomsttider så kan man använda dem för att räkna ut ändringar i pulsarens synlighet. Denna metod liknar den som används i radialhastighetsmetoden.
Gravitationslins - Gravitationslinser är när en stjärnas gravitationsfält fungerar lite som en lins och förstärker ljuset från en stjärna i bakgrunden. I fall en planet kretsar framför en stjärna så kan man observera avvikelser och därmed bekräfta en planet.
Cirkumstellära skivor - Det finns ofta skivor av rymdstoft runt omkring stjärnor. Vad som är speciellt med stoftet är att det kan upptäckas eftersom de absorberar vanligt ljus från sin stjärna och sedan omvandlar det till infraröd strålning. I fall man hittar oidentifierade föremål i skivan så kan det vara ett tecken på en planet.
Radialhastighet/Dopplereffekt - Astronomer har upptäckt att man kan läsa av variationer i stjärnans radialhastighet, det vill säga hastigheten längst vår synlinje, när den rör sig mot jorden i jämförelse med när den rör sig ifrån. Denna metod var den som ledde till flest upptäckter av exoplaneter under 1990-talet.
Transitmetoden - I fall en planet skulle korsa framför sin modestjärna så kan man se en liten minskning i stjärnans ljusstyrka. Man kan sedan se på hur stor förändringen blir och sedan mäta förmörkelsens djup och bredd för att avgöra planetens radie. Denna metod är den som leder till flest antal upptäckter av exoplaneter i dagsläget.

Nästan alla upptäckter av exoplaneter som har gjorts via radialhastighetsmetoden har gjorts från jordens yta. Däremot så har de flesta upptäckter med transitmetoden gjorts från så kallade rymdteleskop.

Teleskop

För att hitta fler exoplaneter så använder sig forskare både av teleskop som befinner sig i rymden och teleskop som befinner sig på jorden. De två mest kända rymdbaserade teleskopen är COROT och Kepler. Det mest kända teleskopet på jordens yta finns på Keck-observatoriet.

COROT står för "COnvection, ROtation and planetary Transits" och är ett franskt teleskop. Teleskopet skickades upp i omloppsbana den 27 december 2006. Teleskopets första upptäckt av en exoplanet skedde i maj 2007 och planeten fick namnet Corot-exo-1b.

Kepler sköts upp av NASA den 7 mars 2009. Keplers uppgift var att bevaka ett stort antal olika stjärnor som befann sig inom stjärnbilderna Svanen och Lyran. Kepler hade dock inte bara i uppgift att spana efter vilka exoplaneter som helst, utan att hitta så kallade jordliknande planeter. En jordliknande planet får per regel inte vara mindre än hälften så stor som jorden eller större än dubbelt så stor som jorden. Kepler håller också särskild utsikt efter jordliknande planeter som befinner sig i den så kallade beboeliga zonen. Den beboeliga zonen är en region i rymden där det finns en chans att förhållandena har lyckats upprätta liv. Var den beboeliga zonen ligger avgörs efter hur starkt stjärnsystemets stjärna lyser. Med andra ord så finns den beboeliga zonen där stjärnan inte ligger för långt i från eller för nära planeten, och att det därmed kan finnas flytande vatten på ytan. Här under kan du se en bild av Kepler-teleskopet.

Keck-observatoriet ligger på 4145 meters höjd på ön Mauna Kea i Hawaii. Keck-observatoriet är känt för att vara det observatorium som upptäckt flest antal exoplaneter från jordens yta. Observatoriet består av två stycken teleskop, som båda två har en spegeldiameter på tio meter. De båda speglarna består sedan av 36 stycken mindre speglar som ändrar sitt läge 2 000 gånger per sekund, detta för att minska störningar från atmosfären. Tack vare den här teknologin så kan man ta väldigt skarpa bilder från Keck-observatoriet. Här under kan man se den absolut första bilden av en exoplanet, taget från Gemini-observatoriet.

Jordliknande planeter

Man har under sökandet av exoplaneter i den beboeliga zonen hittat en rad olika planeter som liknar jorden, här under finns några av dem.

Gliese 581 c - Gliese 581 c ligger i stjärnbilden Vågen och ligger ungefär 20,4 ljusår från jorden. Planeten är, för tillfället, den absolut mest jordliknande planeten man hittat. Den befinner sig som sagt i den beboeliga zonen, och det finns därför möjligheter för vatten på planetens yta, tyvärr har man dock inte lyckats hitta några bekräftade tecken på förekomst av vatten på planetens yta, än. Ett annat problem med planeten är att den alltid vänder samma sida mot stjärnan Gliese 581. Tack vare detta så verkar det, enligt forskare, som om endast skarven mellan den mörka och den ljusa sidan kan möjliggöra liv. Detta eftersom den mörka sidan är för kall på grund av en för liten mängd solljus, medan den ljusa sidan har blivit för varm av allt solljus.
Gliese 581 d - Gliese 581 d är den fjärde planeten som tillhör den röda dvärgen vid namn Gliese 581, den ligger runt 20 ljussår i från jorden. För runt 7 år sedan såg just denna planet ut att vara det bästa exemplet på en stenig exoplanet som fanns i närheten av dess stjärnas beboeliga zon. Problemet med planeten är att den ligger precis utanför den så kallade "Guldlocks zon", som innebär att planetens storlek och temperatur gör det möjligt för liv att existera på ytan. Dock så kan planetens växthuseffekt göra det möjligt för liv.
Gliese 876 d - Tidigare så ansåg forskare att just denna planet var den som liknade jorden mest. En intressant sak med planeten är att ett år här varar ungefär lika länge som två dygn på jorden. Anledningen till detta är eftersom planeten kretsar extremt nära sin stjärna. Faktumet att planeten ligger så nära sin egen stjärna har så klart inflytande på planetens klimat. På planetens dagsida så uppskattas det att medeltemperaturen ligger mellan 200 och 400 grader Celsius, något som helt omöjliggör flytande vatten, alltså det viktigaste tecknet på att liv kan existera på en planet. Dock så har forskare uttryckt att i fall det skulle finnas fläckar på planeten där temperaturen är så låg som 121 grader Celsius så skulle faktiskt jordliknande livsformer kunna existera där. Man kan alltså inte helt utesluta att det finns liv på planeten, trots dess ogästvänliga natur. Här under kan du se en konstnärs tolkning av planeten.

Personliga tankar

Sökandet efter jordliknande planeter att man ska kunna hitta en planet som liknar vår jord så pass mycket att vi människor hade kunnat leva där. Många forskare, exempelvis Stephen Hawking, har uttalat sig om att vi människor har mycket kort tid kvar på jorden. De menar också på att vi måste hitta en jordliknande planet att kolonisera, för att säkerställa människans överlevnad. Enligt mig så är de oerhört viktigt att vi fortsätter forska om exoplaneter och färdmedel för rymden, i fall det nu skulle vara så att Hawkings teori stämmer.

Vår forskning kring exoplaneter har också lett till att vi forskat mer på saker så som teleskop, rymdteleskop och färdmedel i rymden. Kunskapen man får av den forskningen kan användas på många andra sätt inom flera andra ämnen, vilket så klart är någonting positivt.

Ett argument som många använder mot rymdforskning är att det kostar extremt mycket, något som faktiskt är sant. Anledningen till att rymdforskning får så extremt mycket pengar, trots att dessa hade kunnat användas på att göra jorden till en bättre plats, är ett gammalt märke som finns kvar efter kalla kriget. Under kalla kriget så hade de två största makterna som var inblandade, Sovjetunionen och USA, en slags kapprustning om vem som hade bäst rymdforskning och lyckades nå flest milstolpar först. USA vann kapprustningen i samma stund som de lyckades sätta en man på månen och sedan få denne man tillbaka till jorden oskadd. Det som gör rymdforskning så effektivt är att när man forskar på något kring rymden så lär man sig alltid en massa saker om helt andra ämnen. Numera så sker också rymdforskning på ett lugnare sätt där målet är att göra saker så bra som möjligt i stället för så snabbt som möjligt, så som det var under kalla kriget.

När jag hade praktik med skolan i åttan så var jag på LTH och fick då spendera en del tid på deras avdelning för astronomi och rymdforskning. De berättade för mig om hur viktigt samarbetet som fanns mellan olika länder är när det gäller rymdforskning och rymdfärder. Tidigare så handlade det bara om vem som var bäst, men nu är det viktigaste att alla kan hjälpas åt i en gemensam rymdkapplöpning.