Precis som hemma

För bara 20 år sedan visste vi ingenting om planeter som rör sig runt andra stjärnor än solen. Enligt vissa teorier var dessa så kallade exoplaneter extremt ovanliga, men 1995 kom den första indikationen på att så inte var fallet. Då konstaterade schweiziska forskare att det fanns en stor planet tätt intill en solliknande stjärna 50 ljusår bort. De såg den inte i teleskop eftersom avstånden är för stora och stjärnans sken för starkt, men man hade hittat på andra sätt att se. Stjärnljuset varierade på ett sätt som bara kunde betyda att en planet utövade sin tyngdkraft på stjärnan.

Därefter har vår karta av himlavalvet stadigt fyllts på med nya exoplaneter, och nu går det snabbare än någonsin. Rymdteleskopet Kepler som skickades upp 2009 mäter den lilla försvagningen i en stjärnas ljussken när en planet passerar framför den. Mätningarna har lyckats över förväntan. I februari i år offentliggjordes upptäckten av hela 715 nya planeter runt 305 stjärnor och antalet kända exoplaneter nästan fördubblades i ett slag. Minst 3 000 ytterligare planeter tros finnas i materialet från Kepler, som kommer att bearbetas många år framöver.

Genom statistiska analyser kan forskarna i dag med säkerhet säga att det finns minst 100 miljarder planeter i vår galax. Det innebär minst en planet för varje stjärna i Vintergatan. Och de är av alla sorter. Variationen är enorm. Man har hittat alltifrån stenplaneter som vår jord till gasjättar som Jupiter. Vissa stryker i innerbana tätt intill sin sol och svischar runt på några timmar jämfört med våra 365 dagar. Andra går i utdragna ellipser där de likt kometer tillbringar långa tider långt ut i mörkret och sedan kommer mycket nära stjärnan för att snabbt runda den och så ut i mörkret igen. Dessutom har jakten på exoplaneter lett till att forskarna är ganska säkra på att det finns mängder av föräldralösa planeter i galaxen. De har förlorat kontakten med sin stjärna och tumlar runt på en evig resa i de gigantiska tomrummen mellan stjärnorna.

Fokus ligger nu på att hitta planeter som liknar jorden. Det har utvecklats till en tävling mellan olika forskarlag, men det har också stor relevans, enligt astronomen Alexis Brandeker på Stockholms Universitet.

– Det är viktigt för att kunna sätta oss själva i ett kosmiskt perspektiv. Vi har hittat planeter av jordens storlek, men inte i jordens bana. Vi har hittat planeter i en jordlik bana, men de är mera av Neptunus storlek. Det ultimata vore att hitta en planet som är väldigt lik jorden. Om vi hittar jordekvivalenter kan vi undersöka hur deras system ser ut i övrigt och då kan vi lära oss enormt mycket om vår egen omgivning.

Alexis Brandeker tror att det finns jordtvillingar i Keplers data, men han tittar också framåt. Han leder den svenska delen av den europeiska jättesatsningen Plato, som i februari fick grönt ljus av den europeiska rymdorganisationen ESA. Plato är ett rymdteleskop som kan ta över efter amerikanska Kepler, vars planetjakt i realiteten är över eftersom styrningen har gått sönder. Plato kommer att ha betydligt mer muskler än Kepler och förutom att hitta fler planeter kommer den att bidra till kunskap om planeternas storlek, ålder och sammansättning. Ett 15-tal svenska astronomer är inblandade i den tekniska utvecklingen av teleskopet som ska skickas upp först 2024.

Klicka för att förstora:

När Plato väl är i rymden kommer forskarna att kunna göra en avancerad uppskattning av hur det egentligen ser ut därute. Hur många jordlika planeter det finns, men också hur många planeter som ligger inom den så kallade beboeliga zonen. Beboeliga zonen är det avstånd från en stjärna som tillåter flytande vatten på ytan. Flytande vatten antas vara en förutsättning för uppkomst av liv. Och liv är   det hägrande, stora målet med jakten på exoplaneter.

Här kommer astrobiologin in, ett mångvetenskapligt och växande forskningsområde. Alexis Brandeker är medlem i Astrobiologicentrum vid Stockholms universitet och tillsammans med fysiker, molekylärbiologer och geovetare analyserar han möjligheterna för liv på exoplaneter. Och om det finns miljarder och åter miljarder planeter, borde det då inte finnas många med liv?

– Vi vet i dag för lite för att kunna säga något om liv på exoplaneterna. Framförallt har vi för dålig förståelse för vad som krävs för att liv ska uppstå. Vi vet att liv klarar många extrema miljöer, men livets uppkomst är fortfarande en olöst gåta, säger Alexis Brandeker.

Även planeter som vid första anblicken verkar vara extremt ogästvänliga och inte alls liknar jorden kan visa sig ha goda förutsättningar för liv. I vårt eget solsystem är det möjligt att liv har större chans att uppstå nere i Jupitermånen Europas istäckta ocean, långt bortom den beboeliga zonen, än på planeten Mars som ligger i den beboeliga zonen och åtminstone en gång i tiden har haft flytande vatten. Den stora variationen bland exoplaneterna gör att det tycks finnas många olika miljöer. Då borde möjligheterna öka för liv att ta fäste.

Det finns sätt att leta liv på exoplaneter utan att behöva åka dit och titta. Metoden går ut på att analysera ljus som passerat dessa planeters atmosfär. Ljusets spektrum innehåller information om molekyler det träffat på. Om vi tog sådana data från jordens tunna, blåskimrande lager av atmosfär skulle vi kunna konstatera att där finns syre, kväve, vattenånga, ozon och lite koldioxid och då sluta oss till att här pågår någon form av livsprocesser. För att kunna göra detta med exoplaneter måste man kunna observera planeten direkt och det är bara möjligt om ljuset från stjärnan stängs ute på något sätt. Det blir nästa steg efter Plato.

– Om vi skickar upp flera teleskop i rymden som ligger på exakta avstånd från varandra och samtidigt tittar på en stjärna så kan man med så kallad interferens släcka ut stjärnans ljus. Då kan vi ta bilder av planeter som jorden. Att se något på deras yta kräver teleskopkraft som inte finns i dag, men med dagens teknik skulle vi kunna ta spektrum. Då kan man få en uppfattning om vad det är för atmosfär. Jag tror det kommer att göras om några decennier, säger Alexis Brandeker.

Röd dvärg. Gliese 581c kretsar kring den röda dvärg-stjärnan Gliese 581. Ett varv (år) tar 13 dagar.

Vad gör vi då om vi upptäcker en blåskimrande planet runt en stjärna? Det kommer att få betydelse för vår självbild, men kommer knappast att leda till några expeditioner inom överskådlig tid. Det är helt enkelt för långa avstånd i rymden. Att skicka en sond till vår närmaste granne Alpha Centauri skulle ta tusentals år med dagens raketteknologi, och resultaten från sondens mätningar skulle ta över fyra år för att i ljusets hastighet nå oss.

Frågan om planeter  runt dubbelstjärnan Alpha Centauri är annars något som väckt fantasin hos många. I böcker, dataspel och filmer, till exempel James Camerons »Avatar«, är himlakroppar runt Alpha Centauri spelplatsen. Inte minst de nya resultaten från Kepler visar att sannolikheten för att det ska finnas planeter runt Alpha Centauri är stor. Det gör också att intresset för att titta efter ökar, men inte ens i fallet med vår närmsta stjärna fungerar det att leta med hjälp av teleskop. Det bästa sättet att undersöka om det finns planeter runt våra närmaste grannar i universum är att använda en tredje teknik, så kallad astrometri. Då mäter man hur stjärnan rör sig genom rummet och positionsförändringarna avslöjar hur ett eventuellt planetsystem ser ut. Det fungerar bara ut till cirka 60 ljusårs avstånd, men fördelen med astrometri är att vi kan registrera planeter i vilket plan de än befinner sig. De andra teknikerna upptäcker bara planeter som befinner sig i ett sådant plan gentemot oss att vi kan se planeten passera framför sin stjärna.

– Det finns idéer om att man skulle kunna göra en enklare rymdmission som skulle vara fokuserad på att göra astrometriska mätningar på våra 200 närmaste grannar. Förr eller senare kommer det, för det är det naturliga steget.

Förr eller senare kan betyda 30 år. Alexis Brandeker har vant sig vid att allt i rymdbranschen tar lång tid.

– Som teknisk civilisation har vi funnits i max några hundra år beroende på hur man räknar. I ett kosmiskt perspektiv är det en extremt kort tid.

Nasas planetupptäckare Kepler i rymden.