En himmel full av solsystemer

Har du først akseptert at jorda er en av flere kloder som går rundt sola, og at sola er en stjerne, så følger det naturlig at andre av stjernene på himmelen også kan ha kloder rundt seg.

En gigantisk interstellar sky, hvor nye solsystemer dannes. En gigantisk interstellar sky, hvor nye solsystemer dannes.

Enkelte greske filosofer lekte med tanken på et univers fullt av det vi nå kaller ekstrasolare planeter. Den italienske filosofen Giordano Bruno populariserte ideen for et lesende publikum sent på 1500-tallet, og i århundrene som fulgte vant den gradvis allmenn aksept. Men aksept er ikke det samme som bevis. Og hypotesen om solsystemer hinsides vårt eget er den av hypotesene det har tatt lengst tid å verifisere, fordi planeter ”lyser” så mye svakere enn sine moderstjerner.

Når det reflekterte lyset fra planeten er som et stearinlys tett innpå en lyskaster, må man bruke andre metoder. Siden midten av 1800-tallet har astronomer forsøkt å finne ekstrasolare planeter indirekte, ved å se etter tegn til påvirkning fra planetenes tyngdekraft. Prinsippet er enkelt: Liksom sola drar i planetene, trekker de i sola. Resultatet er at sola rugger på seg. Ikke mye - jorda får sola til å fl ytte seg en desimeter eller så - men det er nok til at dette i teorien kan måles.

Radialhastighetsmetoden

I praksis var det svært vanskelig å måle så små stjernebevegelser, og det var først i 1995 at det endelige gjennombruddet kom. Da publiserte sveitserne Michel Mayor og Didier Queloz en studie som viste at den solliknende stjerne 51 Pegasi hadde en planet i bane rundt seg. De to astronomene hadde studert fargespekteret til stjernen, og registrert små og regelmessige forskyvninger av de mørke linjene i spekteret.

Den eneste fornuftige forklaringen på forskyvningene var at et usett objekt gikk i bane rundt stjernen. Når objektets tyngdekraft trakk stjernen mot oss eller bort fra oss, fikk stjernen en hastighet (kalt radialhastigheten) som kunne leses av i spektrallinjene. Hastighetsforskyvning av spektrallinjer brukes også til å måle universets alder, men i dette tilfellet gjorde den det mulig å regne ut vekt, omløpstid og temperatur på objektet.

Det viste seg å være en ekstrasolar planet. Den fikk navnet 51 Pegasi B. Planeten veier det halve av kjempeplaneten Jupiter. Den bruker bare 4,3 dager på å gå rundt sin stjerne (Jupiter bruker nesten 12 år), så den går så kloss innpå sin egen stjerne at temperaturen på overflaten kommer opp i 1200 ºC. Andre forskere kunne snart bekrefte planetens eksistens, og tok i bruk samme metode til å oppdage nye ”eksoplaneter” ved andre stjerner. Begrensningene var kjent fra første stund: Siden tyngdekraften avtar med masse og avstand, fungerer radialhastighetsmetoden best på store, stjernenære planeter. Den gir oss bare et minimumstall for planetens masse, og fungerer dårlig når man kommer langt bort fra solas nabolag.

Det skjeve utvalget er årsaken til at varme, Jupiterliknende legemer dominerer blant de mer enn 250 eksoplanetene som er funnet i skrivende stund. Heldigvis har astronomene de senere årene utviklet en rekke andre søketeknikker.

Passasjemetoden

Alle som var vitne til Venuspassasjen i 2004, forstår prinsippet bak passasjemetoden: Når en planet passerer foran en stjerne, vil vi observere en liten nedgang i lysstyrken. For oss er stjernene lyspunkter, så det skal en del til for at en liten planet skal ha en bane som får den til passere foran stjernen. Men til gjengjeld er det relativt enkelt å måle lysstyrken til svært mange stjerner på én gang med automatiske teleskoper.

Dette er en av målsetningene for romteleskopet Corot, som ble skutt opp i desember 2006. Det følger variasjonene i lysstyrken til 120 000 stjerner, og man forventer å finne mange Jupiterliknende planeter. Forskerne bak Corot regner også med å fange opp noen titalls mindre planeter, og håpet er at det blant disse vil det være en håndfull kloder på størrelse med jorda, som går i bane rundt en stjerne som likner sola, og som har en overflatetemperatur som tillater flytende vann. Astronomisk sett er alle planeter interessante, men for vitenskapen forøvrig og folk fl est vil funnet av en slik planet, som kan ha grunnlag for liv, være den helt store sensasjonen.

På jakt etter liv

Sannsynligvis er det romteleskopet Kepler, som etter planen skal opp i 2009, som vil gjøre de første sikre observasjonene av jordliknende planeter. Kepler vil måle lysstyrken til titusenvis av stjerner med langt større presisjon enn Corot. Men heller ikke dette teleskopet vil være i stand til å studere planetene direkte. Den oppgaven må overlates til Terrestrial Planet Finder (TPF), som er på et svært tidlig planleggingsstadium i NASA. Om TPF, eller det europeiske motstykket Darwin, blir sendt opp i rommet i løpet av et tiår eller to, er målet å fange opp spekteret til jordliknende planeter. De forsvinnende svake spektrallinjene fra en jordliknende planet ved en annen stjerne kan avsløre forbløffende mye: Lengden på dag og natt, årstidsvariasjoner, fordelingen av landmasser og hav og - viktigst av alt - livstegn som oksygen og metan i atmosfæren, eller klorofyll på overflaten.

Den første reaksjonen på et slikt funn vil være begeistring, raskt fulgt av frustrasjon. Det er simpelthen ikke mulig å se for seg et teleskop ved jorda som er i stand til å ta nærbilder av liv på ekstrasolare planeter. Ønsker vi å studere det i detalj, må vi reise dit. Men teknologien som trengs for å sende en romsonde til stjernene er på science fiction-stadiet, og få tror at den har en sjanse til å være på plass før langt ute i det 22. århundre. Det kan bli svært lenge å vente på de første portrettene av ekte romvesener.

Aktuelle kompetansemål i læreplanen

Læreplan i naturfag

  • Etter 10. årstrinn
    • Fenomener og stoffer
      • beskrive universet og ulike teorier for hvordan det har utviklet seg

Er bakgrunnsstoff for