Et væld af beboelige planeter i Mælkevejen – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2012 > Et væld af beboelige p...

11. januar 2012

Et væld af beboelige planeter i Mælkevejen

Seks års observationer af millioner af stjerner viser nu, hvor almindeligt det er for stjernerne at have planeter i baner omkring sig. Med en metode, der er fintmærkende overfor planeter, der ligger i en beboelig zone omkring værts-stjernerne, har astronomer fra bl.a. Niels Bohr Institutet fundet frem til, at de fleste af Mælkevejens 100 milliarder stjerner har planeter, der faktisk minder meget om de Jordlignende planeter i vores eget solsystem – Merkur Venus, Jorden og Mars, mens planeter som Jupiter og Saturn er mere sjældne. Resultaterne er publiceret i det ansete videnskabelige tidsskrift, Nature.

"Vores resultater viser, at planeter rundt om stjerner mere er reglen end undtagelsen. For et typisk solsystem omkredses stjernen af ca. fire planeter i den terrestriske zone, som er den afstand fra stjernen, hvor man finder faste planeter. I gennemsnit finder vi 1,6 planeter i det område omkring stjernerne, der svarer til området mellem Venus og Saturn", fortæller astronom Uffe Gråe Jørgensen, der leder forskningsgruppen Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.

Der er 100 milliarder stjerner i Mælkevejen. Observationerne viser, at planeter rundt om stjernerne mere er reglen end undtagelsen, og ca. hver tiende af stjernerne har en planet af nogenlunde Jordens størrelse og i en bane der gør, at hvis der var vand og luft på kloden, så ville temperaturen og klimaet være nogenlunde som på Jorden – vi kunne leve der. ESO/M. Kornmesser 

Søgning efter exoplaneter

Der er fundet over 1000 exoplaneter i vores galakse, Mælkevejen, og langt de fleste er fundet ved hjælp af enten radial hastighedsmetode eller transit metode, som begge er bedst egnet til at kunne finde planeter, der er store og relativt tæt på deres værts-stjerne.

Med radialhastigheds-metoden kan man måle, at en stjerne rokerer i små cirkelbevægelser på grund af en cirkulerende planets tiltrækningskraft.

Ved hjælp af transit-metoden måler man periodiske ændringer i en stjernes lysstyrke. Når en planet bevæger sig ind foran stjernen, sker der et lille fald i stjernens lysstyrke, og hvis det lille dyk sker regelmæssigt, kan yderligere observationer afsløre, om der er tale om en planet.

Med begge metoder finder man oftest store planeter i så små baner omkring deres stjerner, at vi slet ikke kender noget tilsvarende fra vores eget solsystem.

Beboelige exoplaneter

For at kunne finde planeter, der minder om de planeter, vi kender fra vores eget solsystem, må forskerne anvende en helt tredje metode – gravitationelle mikrolinse observationer. Men den gravitationel mikrolinse-metode kræver helt specielle forhold til stjernernes beliggenhed i galaksen.

  Gravitationel mikrolinse-metode kræver, at man skal have to stjerner, der står på en lige linje i forhold til os på Jorden. Så vil lyset fra baggrundsstjernen forstærkes af forgrundsstjernens tyngdekraft, der derved virker som et forstørrelsesglas. Når astronomerne observerer lyset fra baggrundsstjernen, kan der komme et lille ekstra bump på lyskurven, hvis der er en planet omkring forgrundsstjernen.

Uffe Gråe Jørgensen forklarer, at man skal have to stjerner, der står på en lige linje i forhold til os på Jorden. Så vil lyset fra baggrundsstjernen forstærkes af forgrundsstjernens tyngdekraft, der derved virker som et forstørrelsesglas. Mens stjernerne passerer tæt forbi hinanden på himlen, kan astronomerne observere lyset fra baggrundsstjernen først vokse og så aftage igen. Hvis der er en planet omkring forgrundsstjernen, kan der komme et lille ekstra bump på lyskurven. Men hvis planeten ligger meget tæt på stjernen 'drukner' bumpet på lyskurven, og hvis planeten ligger meget langt fra stjernen, ser man det ikke. "Derfor er metoden mest følsom overfor planeter, som ligger i en Jord-lignende afstand fra en stjerne", fortæller Uffe Gråe Jørgensen.

Det er sjældent, at to stjerner passerer hinanden tæt nok til, at der opstår en mikrolinse, og man har derfor indført en strategisk søgning på to niveauer. Hver stjerneklar nat afsøger forskningsgrupper 100 millioner af stjerner med teleskoper i Chile og New Zealand. Hvis afsøgningen identificerer en stjernebeliggenhed med mulig mikrolinse-effekt, registreres det automatisk, og alle forskere får besked. Dernæst skal de bedste 'linser' observeres nærmere i høj opløsning og deres lyskurver skal analyseres. Det gøres fra. bl.a. det danske 1,5 meter teleskop på ESO's La Silla Observatorium i Chile.

"I en periode på seks år fra 2002 til 2007 har vi observeret 500 stjerner i høj opløsning. I 10 af stjernerne kunne vi direkte se linse effekten af en planet, og for de andre kunne vi bruge statistiske argumenter for at finde ud af, hvor mange planeter stjernerne i gennemsnit havde. Helt præcist fandt vi, at i den zone, der svarer til området mellem Venus og Saturn i vores solsystem har stjernerne i gennemsnit 1,6 planet af en størrelse på fem gange Jordens masse eller mere", fortæller Uffe Gråe Jørgensen.

Milliarder af beboelige planeter

Hver stjerneklar nat observeres 100 millioner af stjerner med teleskoper i Chile og New Zealand. Hvis søgningen identificerer en stjerne-beliggenhed med mulig mikrolinse-effekt, registreres det automatisk. Derefter bliver de bedste 'linser' observeret nærmere i høj opløsning og deres lyskurver analyseres. Det gøres bl.a. med det danske 1,5 meter teleskop på ESO's La Silla Observatorium i Chile.
(ESO/Z. Bardon)

Mikrolinse-resultaterne supplerer på bedste vis eksisterende transit- og radialhastigheds-målinger. Den amerikanske Kepler satellit har ved hjælp transit-målinger afsløret et meget stort antal relativt små planeter i baner mindre end selv den inderste planet, Merkur, i vores eget solsystem, mens mange års radialhastighedsmålinger har vist et stort antal meget store planeter i både helt små baner og lidt større baner.

"Vores mikrolinse-data supplere de to andre metoder ved at identificere små og store planeter i området midt imellem transit- og radialhastighedsmålingerne. Tilsammen er de tre metoder nu for første gang istand til at sige noget om, hvor almindeligt vores eget solsystem er, og herunder hvor mange stjerner, der ser ud til at have planeter på Jord-størrelse i det baneområde, hvor flydende vand i princippet kan findes som søer, floder, og oceaner – altså der, hvor liv som vi kender det fra Jorden i princippet kunne eksistere", siger Uffe Gråe Jørgensen.

Han fortæller, at en statistisk analyse af alle tre metoder tilsammen viser, at ud af Mælkevejens 100 milliarder stjerner er der omkring 10 milliarder stjerner med planeter i den beboelige zone. Det betyder, at der kan være milliarder af beboelige planeter i Mælkevejen. I år-tusinder har man gættet på, hvor mange planeter, der mon var derude i stjernevrimlen, hvor vi i det mindste i princippet kunne bo. Idag ved vi det.

Er vi alene i universet?

Men én ting er, at planeterne har den rigtige temperatur til at de i princippet kan være beboelige, en anden ting er, om de er beboede – om der findes liv og måske endda intelligent liv på planeterne.

"Der er så mange unikke begivenheder i vores solsystem, der har skabt basis for livets udvikling på Jorden. Kometer har bragt vand på vores klode, så liv har kunnet opstå, og en række tilfældige begivenheder har sat gang i en udvikling, der har ført til mennesket og intelligent liv. Det er ret usandsynligt, at de samme omstændigheder vil være tilstede i andre solsystemer", vurderer Uffe Gråe Jørgensen, ”men måske vil andre tilfældigheder i andre solsystemer have ledt til en helt anden og spændende ny livsform. Den seneste tids forskning i planeter omkring andre stjerner har vist os, at der i alle fald er milliarder af kloder i baner som Jordens og af størrelse sammenlignelige med Jordens”.

Artikel i Nature >>

ESO pressemeddelelse >>