exo9802.html
© J Westman 2002, 2005, 2012

Exoplaneternas frammarsch.
  Vetenskapshistorien är fylld av fall där en förbättring i förmågan att observera och mäta leder till att ett helt nytt område plötsligt framstår som fyllt av möjligheter. I slutet av 1990-talet blev ett sådant område förmågan att upptäcka planeter runt andra stjärnor än Solen, såkallade exoplaneter. De första tretton systemen krävde tre år för att upptäckas men då knappt sju år hade gått var antalet kända system uppe i jämnt etthundra - och i stigande.


JW 15.10.1998 och 23.09. 2002.

År 1998, efter tre år var dom tretton - de två dåförtiden, i oktober -98, nyaste från ett par veckor tillbaka. Alltså de stjärnor där man har mätningar som visar att osynliga kroppar kretsar i bana runt dom. De syns inte. Såpass har inte möjligheterna att göra observationer förbättrats. Men de märks, genom att de påverkar de moderstjärnor de kretsar kring.

Låt oss tänka oss en stor fet farbror som valsar runt med en liten flicka. Vi ser inte flickan, men vi kan se att farbrorn svänger runt med någonting i sina armar, ur hur mycket farbrorn svänger mäter vi flickans massa och ur hur lång tid svängningen tar får vi omloppstiden och avståndet. Mellan farbror och flicka.
   Om stjärnan svänger mot oss eller från oss, så syns det som en violett- eller rödförskjutning i grundämnes-spektrallinjerna i stjärnans spektrum.
   Här är det framsteget i mät-metoderna ligger. Mätnoggrannheten har under de senase åren pressats ner till under 3 meter i sekunden, och det räcker till för att upptäcka massor som är lite mindre än vårt solsystems jätteplanet Jupiter. Jupiters massa är 300 x Jordens massa och 1/1000 av massan i vår sol.

Jupiter ger solen en hastighetsförändring på 12 meter i sekunden med en period på knappt 12 år. Den här metoden har fördelen att den är oberoende av hur långt borta de observerade stjärnorna är - de ska bara vara SÅ ljusstarka att de ger ett tydligt ljusspektrum. Nackdelen är att observationsserien bör vara minst 12 år för att få syn på en kopia av Jupiter. Men astronomerna skred till verket.
  Så snart metoden hade utvecklats och det fanns tillräckliga observationsserier så kom den första upptäckten, i oktober 1995.

Som man kan vänta hittades fortfarande tre år senare endast de objekt som är lättast att observera - och de påminner inte om vårt solsystem. De flesta av dom nya planeterna ligger mycket nära sina moderstjärnor - de längst uteliggande har avstånd från sina stjärnor som motsvarar dubbelt Jordens avstånd från Solen.
   Mera vanligt är att planeterna ligger på avstånd som är kortare än vår innersta planets, Merkurius´ avstånd från solen. Och oloppstiderna är bara några dygn.

Planeter av den hör typen har redan ett generellt namn: 51 Pegasi-planeter, efter den första av dem alla, den som upptäcktes för tre år sedan, efterhand vann även beteckningn heta Jupiter-planeter insteg.

Än så länge kan bara stora planeter – som Jupiter, drygt 300 gånger Jordens massa - upptäckas runt andra stjärnor. Om nån försökte finna planeter av Jordens storlek och på Jordens avstånd från en stjärna lik solen, ja då måste mätnoggrannheten fås ner till 9 centimeter per sekund - en trettiondel av den noggrannhet man uppnår idag (1998). Eftersom stor-planeter redan har upptäckts är det medvind för sådana instrument och de kan bli verklighet inom ett årtionde.

Uppfattningen om hur solsystem kommer till förändras – också olika skeden av det kan iakttas. Stjärnor uppstår hela tiden ur materiemoln i rymden. Stoftmoln runt några unga stjärnor kan vara "det stoff som planeter göras av."

Hösten 1998 kom som överraskning ett dubbelsolsystem i tillblivande. Hittills jagas planeter bara kring ensamma stjärnor som Solen, men mer än hälften av alla stjärnor är dubbla eller flerfaldiga.

Ett stjärnpar håller på att bildas 450 ljusår från oss – i stjärnbilden Oxen, och vardera stjärnan har kring sig ett stoftmoln som har en massa som är en tjugondel av vår sols massa, och som sträcker sig ut till 10 gånger jordens avstånd från solen. Avståndet mellan dubbelstjärnkomponenterna är ungefär fyra gånger större. Dethär ska bli ett dubbel-solsystem och snabbt ska det gå – på under 100 miljoner år. Snabbt och snabbt...När det blir planeter av dethär så finns det nog bara fossila spår av oss människor kvar på Jorden.

Vid 100 stycken fullt.

Då sju år hade gått sedan den första planeten runt en annan stjärna än Solen upptäcktes hade antalet stigit till etthundra fullt.

De första planetsystemen som upptäcktes kring andra stjärnor än vår Sol var helt annorlunda än man hade väntat sig: planeterna var stora nog, som Jupiter i vårt solsystem, det vill säja med massor ett par tre hundra gånger Jordens massa, men i omloppsbanor mycket nära sin stjärna, omloppstider på dygn i ställer för år. Numera har man lite bättre statistik, med etthundra kända främmande solsystem ser man bättre, att systemen med såkallade "heta Jupiter-planeter" dels är undantag, och dels måste bli de första som upptäcktes. Detta därför att de upptäcks lättast med den metod som än så länge används.

Astronomerna kan än så länge inte se de främmande planeterna direkt även om försök att upptäcka dem genom att se om de skärmar av lite lite av ljuset från sin centralstjärna verkar ha gett några resultat. När en planet passerar sin centralstjärna sett från oss skymmer den i någon mån stjärnljuset och med känsliga fotometrar kan den speciellt formade ljuskurvan registreras. För att upptäcka nya exoplaneter måste stora antal stjärnor övervakas, eftersom bara en liten del av alla exoplaneters banor ligger så att de passerar över sin sols skiva sedda från oss. Men ett tillräckligt stort nät visar sig ge resultat - till en början förståss lika udda planetsystem som de första som överhuvudtaget upptäcktes, "heta Jupiter-" eller 51 Pegasi-system, med korta omloppstider och fysiskt stora planeter.

I det första fallet stjärnpassage som upptäcktes kände man till att planeten kretsade runt stjärnan och fick bekräftelse på det. Ett bevis på att den gängse metoden är tillförlitlig - det handlar om planeter.

Det man gör i den gängse metoden är att man studerar ljuset från stjärnan. I stjärnljus som bryts upp till spektrum finns de signaturlinjer, som alla grundämnen som ingår i stjärnans yttersta delar sätter på ljuset, och de linjerna har sina mycket noggrannt givna våglängder. Om de här våglängderna är förskjutna från de värden man får i laboratoriet så¨är det ett tecken på att ljuskällan rör på sig mot oss eller från oss - den kända dopplerförskjutningen som vi hör från ljudvågor i trafiken - ambulansernas och brandbilarnas hiihaa när de kommer emot oss och huuhää när de har farit förbi oss.

Stjärna och planet rör sig kring en gemensam tyngdpunkt, och den vinglande rörelsen hos stjärnan upptäcks i spektrumet - en förändring från mot oss till neutral till från oss till neutral till mot oss... som svarar mot planetens omlopp. Till skillnad från passage-metoden ger doppler-dansen utslag hela tiden och kräver i förfinad version inte heller att hela omloppet observeras för en första indikation.

I oktober 1995 offentliggjorde alltså två schweiziska astronomer att de hade upptäckt den första extrasolära planeten runt stjärnan 51 Pegasi. Planeten har en massa som är sådär hälften av Jupiters massa, . Men den ligger mycket nära sin sol, omloppstiden är bara 4 dygn och 5 timmar mot vår Jupiters 11 år.

Sju år senare, 2002, har utomsolära planeten nummer 100 en omloppstid på 4 år och ett avstånd från sin centralstjärna, som är 3 gånger Jordens avstånd från Solen, och det börjar likna tingens ordning som de ser ut här hemma. Vår Juppiter är på 5 gånger Jordens avstånd från solen.

Faktum är att astronomerna numera delar upp solsystemen i två grupper: de som är udda med stora planeter mycket nära sin sol, och de som verkar vanliga, med de stora planeterna längre ut, som vårt solsystem. Varför det är så, ja ur den kunskapen väntar sig forskarna resultat som ska förklara hur planetsystemen uppkommer i allmänhet, och vilka sumpmässiga faktorer som spelar in för att de ska se ut som vårt solsystem i synnerhet.

Det är svaret på sådana spörsmål som kan ge fingervisningar om hur vanligt livet kan vara i Universum.

Med tiden hoppas astronomerna få såpass känsliga instrument att de kan upptäcka om det finns så att säja livstecken-gaser i de främmade planeternas atmosfär. Gaser som syre eller metan som ständigt måste nybildas. Planeter som är så små som jorden kan inte alls upptäckas ännu med några metoder, men då stjärnans ljus tränger igenom eller återkastas från gaserna i deras luftkrets - om de har några, så kommer de att sätta sina bomärken på stjärnljuset. För alldel mycket svaga, men med teleskop i rymden kan de upptäckas.

Under tiden kan andra metoder ge fingervisningar. Tillexempel molekyler av vattenånga kan upptäckas med radioteleskop, stora antenner som samlar in radiostrålning från rymdobjekt. Och faktiskt, i september 2002 meddelade italienska radioastronomer att de med ett 32 meters radioteleskop har upptäckt mikrovågsstrålning av vattenånga från 3 olika planetsystem. Redan nu vet vi att det kring minst tre andra stjärnor än solen kretsar planeter som har vattenånga i sin atmosfär vilket kan tyda på att det finns vatten - hav - på planeternas ytor. Att säja att det är tecken på liv är att gå för långt, men chefen för institutet för kosmisk och planetarisk vetenskap i Rom, Cristiano Cosmovici - namnet är inget skämt, såntdär händer - Cosmovici alltså, säjer att upptäckten av molekyler som är nödvändiga för liv i andra solsystem, är en historisk upptäckt.


Hur började det? De första upptäkterna, som jag rapporterade dem, kan ni läsa om i Pulsarplaneter! och i Den första exoplaneten.
Läs mer om hur det gick i Andra solsystem

Skicka kommentarer till  juhaniwestman@gmail.com eller till    juhani.westman@pp.inet.fi

Tillbaka till första astro-sidan.
Tillbaka till paradsidan.