Exoplaneter

Bor der nogen som os på planeter som Jorden i kredsløb om fremmede stjerner?

Hvis der ser ligesådan ud over hele Mælkevejen som i vores nærmeste omegn, må der være mindst et par hundrede milliarder planeter i Mælkevejen. Ca. 10 milliarder af dem vil være af nogenlunde samme størrelse som Jorden, og i en bane om deres stjerne, hvor stjernens lys varmer dem op til nogenlunde samme temperatur som Jorden selv.

Teoretisk set kunne man bo der, og vi siger derfor at de ligger i den beboelige zone.

Umiddelbart kunne man så tro, at det vrimler med liv i universet, og måske endda, at der er mange planeter, hvor der bor væsener der minder lidt om os. Sådan er det måske, men vi ved endnu så lidt om, hvad der skal til for at livet kan opstå og udvikle sig, at Jorden godt kan være den eneste planet hvor livet i praksis nogen sinde fik fodfæste - blandt milliarder af jordlignende, men livløse exoplaneter i den beboelige zone.

Det er det spørgsmål som vi i dag bevæger os med hastige skridt henimod at kunne besvare.

Er Jorden almindelig men livet unikt?

Vi ved fra de seneste års forskning i exoplaneter, at der alene i Mælkevejen er ca. 10 mia. stjerner med planeter, der minder om Jorden i både størrelse og temperatur. Hvis livet var opstået på bare en brøkdel af dem, og der bare i enkelte tilfælde udviklede sig intelligente væsener med en teknisk civilisation, må vi forvente, at de vil rejse til de nærmeste planeter, ligesom vi selv vil gøre i fremtiden.

Menneskets drøm om udenjordisk liv

Gennem flere tusinde år har mennesker fantaseret om liv på andre planeter; om der var liv på Mars, på Venus og måske endda på Månen, men det har kun været spekulation og fantasi.

De mange rumsonder har vist os, at der ser fuldstændig tomt og dødt ud i hele vores eget solsystem, undtagen på Jorden, og det er egentlig mærkeligt, for engang mindede både Mars og Venus meget om Jorden. Hvis vi skal finde fremmede civilisationer, eller blot andet liv end Jordens, skal vi derfor helt ud til exoplaneterne, mange lysår herfra.

I dag er de første kikkerter og instrumenter under opbygning, som gennem de kommende få år vil have en chance for at afsløre om der er liv på de nærmeste jordlignende exoplaneter, og i løbet af de nærmeste årtier vil mennesker sende de første rumskibe til planeter omkring andre stjerner.

Vi lever unægtelig i en unik tid, hvor spørgsmålet om liv i rummet for første gang er indenfor videnskabelig rækkevidde. Vi kommer til at få svaret på om vi er den eneste intelligente civilisation i Mælkevejen, eller det vrimler med rumvæsner som os, og måske kan vi endda få et glimt af hvad der skete med de fremmed civilisationer, hvis de ikke er der mere.

Forskellige typer exoplaneter og exoplanet-systemer

I dag kender vi til et væld af forskellige typer exoplaneter og exoplanet-systemer, som ikke ligner vores eget Solsystem. Vi har opdaget exoplaneter så små som vores egen Måne (Kepler-37,b som er 0.3 gange Jordens radius) og exoplaneter med masser mange gange massen af den største planet i vores Solsystem, Jupiter. 

Vi har opdaget tæt pakkede planetsystemer, som f.eks. Kepler-11-systemet, hvor 6 exoplaneter kredser omkring deres værtsstjerner i så tætte baner, at alle 6 planeter kan være inden for Venus’ bane i vores eget Solsystem.

Vi har fundet planeter med en gennemsnitstæthed som minder om flamingo (pakkematerialet), og andre med en gennemsnitstæthed som er højere end bly. Og planeter som TrES-2b, hvis overflade er så sort, at næsten intet lys bliver reflekteret – faktisk er dens overflade sortere end kul.

Vandets oprindelse - hvor kom Jordens vand fra?

Astronomiske modeller og observationer tyder på, at vandet først kom til Jorden længe efter dens dannelse for 4.6 milliarder år siden. Samtidig kan vi se, at der for 3.8 milliarder år siden pludseligt faldt over 1000 tons kosmisk materiale på hver eneste kvadratmeter af Jordens overflade. Var det Jordens vand, der kom ved den lejlighed?

Hvad foregår der derude, er livet selvdestruktivt?

I dag, hvor der af gode grunde er så stor fokus på om menneskeheden ødelægger naturen (for sig selv), kan det måske være interessant at tænke på, at det har livet på Jorden altid gjort.

De første bakterier på Jorden ”ødelagde” hele atmosfæren ved at tilføre den det ilt vi i dag lever af. De kunne ikke selv tåle ilten, så de uddøde og gav plads for os. Det er den proces vi snart vil kunne lede efter på de nærmeste exoplaneter.

• Hvis der er liv i stor stil på en fremmed planet, vil atmosfæren altid være ude af ligevægt. Der vil være tilført gasser, som livet udånder.
• Hvis der er gasser i atmosfæren, som ikke kommer fra kemiske og geologiske processer, ved vi at der er liv.
• På Mars og Venus er der stort set kun CO2, som er det planeten selv laver. Så der kan ikke være liv (i stor stil), og det har der formentlig aldrig været.
• På Jorden skaber mange industriprodukter meget mere komplekse gasser, end livet selv ville gøre (fx de velkendte CFC gasser).

Hvis vi ser komplekse molekyler af den slags, når vi undersøger en exoplanet, vil vi formode at der lever en teknologisk civilisation på planeten. Så vil vi måske sende et radiosignal derud for at se om de svarer noget, eller vi vil en dag sende satellitter derud for at se om der virkelig bor nogen.

Hvordan finder man en Exoplanet?

De fleste exoplaneter er blevet opdaget ved hjælp af to metoder, nemlig radialhastighedsmetoden eller formørkelsesmetoden (også kaldet transitmetoden).

Disse to metoder er mest følsomme overfor store planeter tæt på deres værtsstjerne, mens andre metoder, som mikrolinsemetoden og direkte billeder af exoplaneter har nemmere ved at finde planeter længere ude i planetsystemet, og mikrolinsemetoden kan derfor vise sig, at være et vigtigt redskab til at forstå sammensætningen af planeter længere ude i planetsystemerne.

Radialhastighedsmetoden benytter sig af det faktum, at når en planet kredser omkring en stjerne, så "hiver" planeter en smule i stjernen pga. deres tyngdekrafts påvirkning af stjernen. Det klades også deres "gravitationelle" påvirkning. Stjernen bevæger sig altså pga. planeters påvirkning, hvilket resulterer i en forskydning af stjernens lys. Denne forskydning kan omsættes til en radialhastighed og dermed kan planetens masse udregnes.

Fremtiden for exoplanetforskning tegner sig uhyre spændende: Vi er i øjeblikket ved at finde ud af, hvor unik Jorden er i universet, og hvor tit planeter som Jorden findes omkring andre stjerner i den rette afstand, således at disse planeter ville kunne have flydende vand på overfladen og måske dermed liv, som vi kender det her på Jorden. Og målinger af, hvilke stoffer der findes i exoplaneters atmosfære, er et nyt felt som er i rivende udvikling. Der er allerede fundet vand, metan, kulmonooxid og andre stoffer i atmosfæren på jupiterlignende exoplaneter. Det ultimative mål er at opdage biomarkører, altså stoffer som kunne indikere tilstedeværelsen af liv, i atmosfæren på en jordlignende exoplanet.