i utallige generationer har mennesker set ud på nattehimlen og spekuleret på, om de var alene i universet. Med opdagelsen af andre planeter i vores solsystem, den sande udstrækning af Mælkevejsgalaksen og andre galakser ud over vores egen, er dette spørgsmål kun uddybet og blevet dybere.og mens astronomer og forskere længe har mistanke om, at andre stjernesystemer i vores galakse og universet havde deres egne planeter i kredsløb, har det kun været inden for de sidste par årtier, at nogen er blevet observeret. Over tid er metoderne til at detektere disse “ekstrasolære planeter” forbedret, og listen over dem, hvis eksistens er blevet bekræftet, er vokset i overensstemmelse hermed (over 4000 og tæller!)

Definition:

en ekstrasolar planet (aka. eksoplanet) er en planet, der kredser om en stjerne (dvs.er en del af et solsystem) andet end vores eget. Vores solsystem er kun en blandt milliarder, og mange af dem har sandsynligvis deres eget planetsystem. Allerede i det sekstende århundrede har der været astronomer, der antog eksistensen af ekstrasolære planeter.

den første registrerede omtale blev foretaget af den italienske filosof Giordano Bruno, en tidlig tilhænger af den kopernikanske teori. Ud over at støtte ideen om, at Jorden og andre planeter kredser om Solen (heliocentrisme), fremsatte han synspunktet om, at de faste stjerner ligner solen og ligeledes ledsages af planeter.

i det attende århundrede fremsatte Isaac Nyton et lignende forslag i afsnittet “General Scholium”, der afslutter hans Principia. Ved at sammenligne med solens planeter skrev han “og hvis de faste stjerner er centre for lignende systemer, vil de alle blive konstrueret efter et lignende design og underlagt en herredømme.”

siden Nytons tid er der fremsat forskellige opdagelseskrav, men alle blev afvist af det videnskabelige samfund som falske positive. I 1980 ‘ erne hævdede en gruppe astronomer, at de havde identificeret nogle ekstrasolære planeter i nærliggende stjernesystemer, men ikke var i stand til at bekræfte deres eksistens før år senere.

første opdagelser:

en af grundene til, at ekstrasolære planeter er så vanskelige at opdage, er fordi de er endnu svagere end de stjerner, de kredser om. Derudover afgiver disse stjerner lys, der “vasker” planeterne ud – dvs.skjuler dem fra direkte observation. Som et resultat blev den første opdagelse først foretaget i 1992 af astronomerne Aleksander Ulvsscan og Dale Frail.

Ved hjælp af Arecibo-Observatoriet i Puerto Rico observerede parret flere jordbaserede masseplaneter, der kredser om pulsar PSR B1257+12. Det var først i 1995, at den første eksoplanetbekræftelse omkring en hovedsekvensstjerne blev foretaget. I dette tilfælde var den observerede planet 51 Pegasi b, en kæmpe planet fundet i en fire-dages kredsløb omkring den sollignende stjerne 51 Pegasi (ca.51 lysår fra vores Sol).

oprindeligt var de fleste af de opdagede planeter gasgiganter svarende til eller større end Jupiter – hvilket førte til, at udtrykket “Super-Jupiter” blev opfundet. Langt fra at antyde, at gasgiganter var mere almindelige end stenrige (dvs. “jordlignende”) planeter, skyldtes disse fund simpelthen, at planeter i Jupiter-størrelse simpelthen er lettere at opdage på grund af deres størrelse.

Kepler-missionen:

opkaldt efter renæssancens astronom Johannes Kepler blev Kepler space observatory lanceret af NASA den 7.marts 2009 med det formål at opdage jordlignende planeter, der kredser om andre stjerner. Som en del af NASAs Discovery-Program, en række relativt billige projekter med fokus på videnskabelig forskning, var Keplers mission at finde bevis for ekstrasolære planeter og estimere, hvor mange stjerner i vores galakse der har planetariske systemer.baseret på transitmetoden til detektion (se nedenfor) brugte Keplers sål et fotometer til løbende at overvåge lysstyrken på over 145.000 hovedsekvensstjerner i et fast synsfelt. Disse data blev derefter overført tilbage til jorden, hvor de blev analyseret af forskere for at se efter tegn på periodisk dæmpning forårsaget af ekstrasolære planeter, der passerer (passerer) foran deres værtsstjerne.

den oprindelige planlagte levetid for Kepler-missionen var 3,5 år, men større end forventede resultater førte til, at missionen blev forlænget. I 2012 forventedes missionen at vare indtil 2016, men dette ændrede sig på grund af svigt i to af rumfartøjets reaktionshjul – som bruges til at pege rumfartøjet. Dette deaktiverede indsamlingen af videnskabsdata og truede fortsættelsen af missionen.

den 15.August 2013 meddelte NASA, at de havde givet op med at forsøge at rette de to mislykkede reaktionshjul og ændret missionen i overensstemmelse hermed. I stedet for at skrotte Kepler foreslog NASA at ændre missionen til at bruge Kepler til at opdage beboelige planeter omkring mindre, lysere røde dværgstjerner. Dette forslag, der blev kendt som K2 “Second Light”, blev godkendt den 16.maj 2014.

K2 – missionen (som varede indtil ) fokuserede mere på lysere stjerner (såsom G-og K-klasse stjerner). Fra 6. februar 2021 har astronomer bekræftet tilstedeværelsen af 4.341 eksoplaneter i 3.216 planetariske systemer, hvoraf størstedelen blev fundet ved hjælp af data fra Kepler. Alt i alt observerede rumsonden over 530.506 stjerner i løbet af sine primære og K2 missioner.i November 2013 rapporterede astronomer (baseret på Kepler-rummissionsdata), at 1 ud af 5 stjerner i Mælkevejen kunne have jordstørrelsesplaneter, der kredser inden for deres beboelige områder – mellem 40 og 80 milliarder. De anslog endvidere, at 7 til 15% af disse planeter (gennemsnit på 5, 6 milliarder) kredser om sollignende stjerner-aka. hovedsekvens g-Type gule dværge.

beboelige planeter:

den første eksoplanet, der blev bekræftet af Kepler for at have en gennemsnitlig orbitalafstand, der placerede den inden for dens stjernes beboelige område, var Kepler-22b. denne planet ligger omkring 600 lysår fra jorden i stjernebilledet Cygnus og blev først observeret den 12.maj 2009 og derefter bekræftet af Kepler den 5. december 2011. Baseret på alle de opnåede data mener forskere, at denne verden er omtrent 2,4 gange Jordens radius og enten har oceaner eller en vandig ydre skal.opdagelsen af eksoplaneter har også intensiveret interessen for søgen efter udenjordisk liv, især for dem, der kredser i værtsstjernens beboelige område. Også kendt som “goldilocks-området”, er dette solsystemets område, hvor forholdene er varme nok (men ikke for varme), så det er muligt for flydende vand (og derfor liv) at eksistere på planetens overflade.

før indsættelsen af Kepler faldt langt størstedelen af bekræftede eksoplaneter i kategorien Jupiter-størrelse eller større. I løbet af sine missioner formåede Kepler imidlertid at identificere over 6000 potentielle kandidater, hvoraf mange falder ind under kategorierne Jordstørrelse eller “superjord” størrelse. Mange af disse er placeret i det beboelige område af deres forældrestjerner, og nogle endda omkring sollignende stjerner.og ifølge en undersøgelse foretaget af NASAs Ames Research Center viste analysen af Kepler-missionens data, at omkring 24% af M-klasse stjerner kan have potentielt beboelige planeter i Jordstørrelse (dvs.dem, der er mindre end 1,6 gange Jordens radius). Baseret på antallet af M-klasse stjerner i galaksen repræsenterer det alene omkring 10 milliarder potentielt beboelige, jordlignende verdener.

i mellemtiden antyder analyser af K2-fasen, at omkring en fjerdedel af de undersøgte større stjerner også kan have en jordstørrelsesplanet, der kredser inden for deres beboelige områder. Samlet set udgør stjernerne observeret af Kepler omkring 70% af dem, der findes i Mælkevejen. Så man kan estimere, at der bogstaveligt talt er titusindvis af milliarder potentielt beboelige planeter i vores galakse alene.

detektionsmetoder:

mens nogle eksoplaneter er blevet observeret direkte med teleskoper (en proces kendt som “direkte billeddannelse”), er langt de fleste blevet detekteret gennem indirekte metoder såsom transitmetoden og radialhastighedsmetoden. I tilfælde af transitmetoden (aka. Transitfotometri) observeres en planet, når man krydser stien (dvs.Transit) foran sin forældrestjernes disk.

når dette sker, falder stjernens observerede lysstyrke med en lille mængde. Dette kan bruges til at bestemme planetens radius og kan undertiden tillade, at en planets atmosfære undersøges gennem spektroskopi. Men det lider også af en betydelig grad af falske positiver og kræver, at en del af planetens kredsløb skærer med en synsfelt mellem værtsstjernen og Jorden.

som følge heraf anses bekræftelse fra en anden metode normalt for nødvendig. Ikke desto mindre forbliver det den mest anvendte metode og er ansvarlig for flere eksoplanetopdagelser end alle andre metoder kombineret. Både Kepler-rumteleskopet og TESS var specielt designet til at udføre denne form for fotometri (se ovenfor).

den radiale hastighed (eller Doppler – metode) involverer måling af stjernens radiale hastighed-dvs.den hastighed, hvormed den bevæger sig mod eller væk fra jorden. Det er et middel til at opdage planeter, fordi de, når planeter kredser om en stjerne, udøver en tyngdepåvirkning, der får stjernen selv til at bevæge sig i sin egen lille bane omkring systemets massecenter. Denne metode har den fordel, at den kan anvendes på stjerner med en lang række egenskaber.

en af dens ulemper er imidlertid, at den ikke kan bestemme en planets sande masse, men kun kan sætte en nedre grænse for denne masse. Det er fortsat den næstmest effektive teknik, der anvendes af eksoplanetjægere. Andre metoder omfatter Transit Timing Variation (TTV) og Gravitationsmikrolensering. Førstnævnte er afhængig af at måle variationerne i transittiderne for en planet for at bestemme andres eksistens.

denne metode er effektiv til at bestemme eksistensen af flere transiterende planeter i et system, men kræver, at eksistensen af mindst en allerede bekræftes. I en anden form for metoden kan timing af formørkelserne i en formørkende binær stjerne afsløre en ydre planet, der kredser om begge stjerner. Fra februar 2020 er der fundet 21 planeter med denne metode, mens mange flere blev bekræftet.

i tilfælde af Gravitationsmikrolensering henviser dette til den effekt, en stjernes tyngdefelt kan have, der fungerer som en linse til at forstørre lyset fra en fjern baggrundsstjerne. Planeter, der kredser om denne stjerne, kan forårsage påviselige anomalier i forstørrelsen over tid, hvilket indikerer deres tilstedeværelse. Denne teknik er effektiv til at detektere stjerner, der har bredere baner (1-10 AUs) fra sollignende stjerner.

Der findes andre metoder, og – alene eller i kombination – har tilladt påvisning og bekræftelse af over fire tusinde eksoplaneter, mens yderligere 5.742 kandidater afventer bekræftelse. Af disse har 1473 (34%) været gasgiganter, der kan sammenlignes med Neptun (Neptunlignende), mens 1359 (31%) har været gasgiganter, der kan sammenlignes med Jupiter (Jupiter-lignende).

en anden 1340 (31%) har været jordbaserede planeter, der er flere gange mere massive end Jorden (superjord), mens 163 har været sammenlignelige med jorden med hensyn til størrelse og masse (4%). Yderligere 6 eksoplaneter er blevet påvist og bekræftet, som forbliver uklassificerede.

tættest på jorden

den 24.August 2016 bekræftede ESO eksistensen af en jordstørrelse klippeeksoplanet, der kredser om proksima Centauri, en M-type (rød dværg) stjerne placeret 4,25 lysår væk. Dette gør denne særlige eksoplanet, kendt som proksima b, er den nærmeste eksoplanet til jorden. Lige så vigtigt er det faktum, at det menes at bane inden for proksima Centauri beboelige område.

opdagelsen blev foretaget af Pale Red Dot-kampagnen og et team af astronomer ledet af Dr. Guillem Anglada-Escud List fra Dronning Mary University of London. Baseret på observationer foretaget ved hjælp af High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) og Ultraviolet og Visual Echelle (UVE) spektrografer på ESOs La Silla Observatorium og Very Large Telescope.

baseret på de data, der er opnået ved Pale Red Dot-kampagnen og efterfølgende observationer, estimeres proksima b til at være 1,2 gange så massiv som Jorden og mellem en og 1,3 gange dens størrelse. 0,05 AU (7,5 millioner km; 4,6 millioner) og tager kun 11,2 dage at fuldføre en enkelt bane. Ligesom mange stenede planeter, der kredser om stjerner af typen M, menes proksima b at være tidevandslåst.

i betragtning af den svage karakter af M-type stjerner og deres tendens til at producere kraftige blusser, er det uklart, om proksima b kunne opretholde en atmosfære og flydende vand på overfladen over tid. Flere undersøgelser og klimamodeller er blevet udført for at bestemme sandsynligheden for, at proksima b er i stand til at støtte livet, men der er ikke opstået nogen videnskabelig konsensus.

på den ene side har flere undersøgelser konkluderet, at solflareaktivitet fra dens værtsstjerne uundgåeligt ville fjerne proksima b af dens atmosfære og bestråle overfladen. Imens, anden forskning og modellering har fundet ud af, at hvis proksima b har et magnetfelt, en tæt atmosfære, og masser af overfladevand og Skydække, oddsene for, at det er beboeligt, er opmuntrende.

i januar 2020 annoncerede et INAF-ledet team af astronomer den mulige påvisning af en anden planet omkring proksima Centauri (ved hjælp af radiale hastighedsmålinger). Ifølge forskerholdets papir indikerede deres målinger tilstedeværelsen af en mini-Neptun (proksima c), der kredser om sin moderstjerne i en afstand af 1,5 AU (~224,4 millioner km; ~139,4 millioner mi).

i juni 2020 brugte et team af astronomer fra University of McDonald Observatory radialhastighedsmålinger indsamlet af Hubble (25 år siden) for at bekræfte tilstedeværelsen af proksima c. deres forskning placerede også strammere begrænsninger på planetens masse og orbitalperiode, som nu estimeres til 0.8 Jupiter masser og ~1900 dage, henholdsvis.

i December 2020 annoncerede astronomer ved Parkes radioteleskop i Australien detekteringen af et “fristende” radiosignal, der kommer fra retningen af proksima Centauri. Signalet blev hentet mellem April og maj 2019 som en del af en Gennembrudsobservationskampagne. Dette signal, Breakthrough Listen Candidate 1 (BLC1), varede i 30 timer og viste en række nysgerrige træk.

for eksempel var signalet en ekstremt skarp smalbåndsemission – ved 982 megahert (MH) – der syntes at være under et skift i frekvens (aka. Doppler skift). Ifølge forskellige astrofysikere er dette i overensstemmelse med en bevægende kilde (dvs.en planet, der kredser om sin stjerne). Imidlertid har det videnskabelige samfund siden meddelt, at signalet sandsynligvis ikke er andet end resultatet af naturlige fænomener.

aktuelle missioner

den 18.April 2018 lancerede NASA den transiterende eksoplanet Survey Satellite (TESS) til rummet. Denne mission har effektivt hentet sporet, der blev flammet af Kepler, ved hjælp af den samme metode, men overlegne instrumenter til at overvåge tusinder af stjerner samtidigt. Udstyret med fire vidvinkelteleskoper og tilhørende CCD-detektorer (charge-coupled device) bærer TESS i øjeblikket den første spaceborne all-sky transiterende eksoplanetundersøgelse.

TESS ‘ s primære mission varede to år – officielt slutter den 5.juli 2020 – efterfulgt af NASA, der annoncerede en 27-måneders forlængelse den 12. August. I det første år af sin udvidede Mission vil TESS igen observere den sydlige ekliptiske halvkugle (som den overvågede under sin primære mission) og de næste 15 måneder overvågning af art på den nordlige ekliptiske halvkugle og ~60% af ekliptikken.under sin primære mission scannede TESS omkring 75% af himlen og undersøgte 200.000 af de lyseste stjerner nær solen for tegn på transiterende eksoplaneter. Fra 6. februar 2021 har TESS-missionen opdaget i alt 2.487 eksoplaneter og bekræftet 107, lige fra jordbaserede kandidater til super-Jupiters.derudover fortsatte Den Europæiske Rumorganisations (ESA) gaia-observatorium med at overvåge de nøjagtige positioner, korrekte bevægelser og baner for over 1 milliard stjerner, planeter, kometer, asteroider og kvasarer. Denne mission påbegyndte operationer i 2013 (samme år som ESA ‘ s Herschel-rumteleskop trak sig tilbage), og dets primære mission var beregnet til at vare fem år.

i øjeblikket er Gaia i en udvidet del af sin mission, der vil vare indtil 31.December 2022, selvom det forventes at modtage en anden forlængelse til 31. December 2025. Til dato har missionen været i kontinuerlig drift i 7 år, 1 måned og 18 dage og vil fortsætte med at kortlægge kosmos for at skabe det største og mest præcise 3D-rumkatalog, der nogensinde er lavet.

en anden eksoplanet-jagt mission overvåget af ESA er den karakteristiske Eksoplanets satellit (CHEOPS), som blev lanceret den Dec. 18., 2019, og er den første small-class mission i ESA ‘ s Cosmic Vision science program. Mellem nu og slutningen af sin primære mission (planlagt til midten af 2023) vil CHEOPS studere kendte eksoplaneter for at opnå mere nøjagtige skøn over deres masse, densitet, sammensætning og dannelse.

og selvfølgelig er der det ærværdige Hubble Space Telescope, som har været i drift i over 30 år! Ud over at gøre dybe opdagelser, der har ændret vores opfattelse af universet omkring os (såsom at måle hastigheden af kosmisk ekspansion, hvilket fører til teorien om Mørk Energi), har Hubble også spillet en vigtig rolle i påvisning og karakterisering af eksoplaneter.for eksempel opdagede Hubble tidligt i sin mission affaldsskiver omkring fjerne stjerner (hvorfra planeter dannes) såvel som planetariske systemer, der var i færd med dannelse. I mellemtiden har arkiverne fra Hubbles tidligere observationer gjort det muligt for astronomer at gå tilbage og finde beviser for planeter, der foretager transitter foran deres stjerner, samt give spektre, der muliggjorde karakterisering af eksoplanetatmosfærer. Hubbles mange års observation hjalp også astronomer med at lære om eksoplanets mangfoldighed og etablere den nuværende metode til klassificering af dem. Oven i alt det har Hubble lært astronomer meget om mangfoldigheden af forældrestjerner og hvordan deres egenskaber kan påvirke en planets beboelighed.

fremtidige missioner

i de kommende år vil flere næste generations rumteleskoper blive sendt til rummet for at hjælpe med den igangværende jagt på beboelige eksoplaneter. Den 31. oktober 2021 vil NASAs længe ventede rumteleskop blive lanceret til sin position på Sun-Earth L2 Lagrange Point. Denne mission vil være det største og mest sofistikerede rumteleskop til dato og bliver nødt til at gennemgå en kompleks implementeringsfase, når den er i position.

ved hjælp af sin meget sofistikerede infrarøde (IR) suite og lysblokerende koronografer vil JVST være i stand til at opdage eksoplaneter med lavere masse, der kredser tættere på deres stjerner. Det er her de fleste jordlignende klippeplaneter, der kredser inden for en stjernes beboelige område (og derfor anses for at være “potentielt beboelige”) forventes at blive fundet.

indtil nu har eksisterende rumteleskoper ikke opløsningen eller følsomheden til at studere disse planeter via direkte billeddannelse. Eksisterende teleskoper har heller ikke været i stand til at få spektre fra mindre, stenede planeter, når de passerer foran deres stjerner. Imidlertid vil JVST-instrumenterne være i stand til at bestemme den kemiske sammensætning af eksoplanetatmosfærer ved at undersøge, hvilke ir-bølgelængder der absorberes og/eller udstråles.

Der er også Nancy Grace Roman Space Telescope, en efterfølgermission med tilnavnet “Hubbles Mor.”Kæmper en 2.4 meter (ft) primært spejl med Vidvinkelinstrumentet IR-kamera, en koronograf, et spektrometer og et stort synsfelt vil det romerske rumteleskop være i stand til at bringe den samme billedskarphed af Hubble til et område af himlen 100 gange så stort.

ESA forbereder også en række næste generations observatorier, som planetariske transitter og oscillationer af stjerner (PLATO) rumteleskop. Denne mission vil observere op til en million stjerner for planetariske transitter, forsøge at karakterisere deres atmosfærer og karakterisere stjerner ved at måle deres svingninger. Dette vil være den tredje mellemklasse-mission i ESA ‘ s Cosmic Vision-program og planlægges lanceret engang i 2022.

dette vil blive efterfulgt af Cosmic Visions fjerde medium mission, kendt som den atmosfæriske Fjernfølende infrarøde eksoplanet Large-survey (ARIEL). Denne mission, der lanceres engang i 2029, vil observere mindst 1.000 kendte eksoplaneter, når de passerer foran deres stjerner for at studere og karakterisere sammensætningen og termiske strukturer i deres atmosfærer.

der er et helt univers af verdener derude at opdage, og vi har næppe ridset overfladen!

Universe i dag har mange interessante artikler om eksoplaneter. Her er hvad betyder “Earthlike” endda & skal det gælde for proksima Centauri b?, Med fokus på’ Second-Earth ‘ kandidater i Kepler-kataloget, ny teknik til at finde jordlignende eksoplaneter, potentielt beboelig eksoplanet bekræftet omkring nærmeste stjerne!, Planetarisk Beboelighedsindeks Foreslår Et Mindre” Jordcentreret ” Syn På Jagt Efter Liv, Beboelige Jordlignende Eksoplaneter Kan Være Tættere, End Vi Tror.

For mere information, tjek Keplers hjemmeside på NASA. Planetary Society ‘ s side om eksoplaneter er også interessant, ligesom NASA – Eksoplanetarkivet-som vedligeholdes ved hjælp af Caltech.

astronomi Cast har en episode om emnet – Episode 2: på jagt efter andre verdener.