Exoplaneter

Grundbeskrivelse

Exoplaneter (eller extrasolar planeter) er planeter der kredser omkring en anden stjerne end Solen.

På trods af at man igennem århundreder har spekuleret på om der findes planeter omkring andre stjerner, blev den første exoplanet omkring en sollignede stjerne først opdaget i 1995 – der er altså tale om et temmelig nyt forskningsfelt. Til gengæld er det siden gået meget stærkt: Den 1/3-2019 kender vi til knap 3999 exoplaneter, som er bekræftet, og over 5600 ”planetkandidater”, som endnu ikke er bekræftet.

Den nyeste forskning indikerer, at exoplaneter er særdeles almindelige – faktisk er det mulig,t at de fleste stjerner huser en planet. Og der viser sig at små exoplaneter, altså planeter på størrelse med vores egen Jord og op til størrelsen af Neptun, som er ca. fire gange så stor som Jorden, er de mest hyppige planeter i vores galakse.

Uddybende beskrivelse

En fremstilling af en exoplanet foran sin værtsstjerne. (Mark A. Garlick)

Den først exoplanet, der blev opdaget omkring en sollignende stjerne, 51 Pegasi b, var noget af en overraskelse, fordi den er på størrelse med Jupiter i vores eget Solsystem, men kun har en omløbstid på nogle få dage. Planeten har altså et ”år” som kun varer 4,2 dage, i modsætning til Jupiters omløbstid, som er over 11 år. Man havde ikke forventet, at sådanne ”gasgiganter”, altså store gasplaneter som Jupiter og Saturn, var at finde så tæt på deres værtsstjerne, da den gældende dannelsesteori for sådanne planeter fortæller os, at de kun kan dannes lagt væk fra deres værtsstjerne.

I dag kender vi til et væld af forskellige typer exoplaneter og exoplanet-systemer, som ikke ligner vores eget Solsystem. Vi har opdaget exoplanter 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!

De fleste exoplaneter er blevet opdaget ved hjælp at 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 dig 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 gravitationelle påvirkning af stjernen. Stjernen bevæger sig altså pga. planeters påvirkning, hvilket resulterer i en dopplerforskydning af stjernens lys. Denne dopplerforskydning kan omsættes til en radialhastighed og dermed kan planetens masse udregnes.

Når exoplaneten bevæger sig ind foran stjernen, formørker den lyset en ganske lille smule.  (NASA)

Hvis en exoplanet bevæger sig ind foran sin værtsstjerne, set fra Jorden, vil den formørke lyset fra stjernen en lille smule. Denne formørkelse, eller transit, kan bruges til at udregne planetens størrelse, eller radius. Kombinerer man både radialhastighedsmetoden og transitmetoden, kan man bestemme både planetens masse og radius og dermed dens gennemsnitstæthed, og på den måde kan man estimere, hvad planeten består af.

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.

Lars Buchhave