Exoplaneter

Det var fantastisk at finde en jord-størrelse planet i en behagelig afstand fra sin miderstjerne om vores nærmeste nabostjerne Proxima Centauri. Men er den beboelig?

Man ved nu at den er 1,3 Jordmasser tung og dermed lidt større end Jorden. Den har et år på kun 11,2 Jord-døgn og spå lader den til at være "låst" med den ene side mod stjernen i et evigt dagslys og den anden side i permanent mørke.
Sarah Horst som er exoplanet ekspert fra John Hopkins University, siger at det er for tidligt at sige om den er beboelig elle rej, eftersom man ikke ved om den overhovedet har en atmosfære!. Men det vil man kunne finde ud af om et par år når James Webb teleskopet komme rop

Kilde: Proxima b: Could life exist on Earth-like planet in the solar system next door?

Se ESOcast om fundet af en 1,3 jordmasser stor planet om vore nærmeste nabostjerne
Der er sikre tegn på, at en planet er i kredsløb om den nærmeste stjerne næst efter Solen - den lille røde dværgstjerne Proxima Centauri. De astronomer, som har opdaget den nye planet har brugt både nogle af ESOs teleskoper og andre. Planeten har fået betegnelsen Proxima b. Den kredser om sin kølige røde moderstjerne på godt 11 døgn, og temperaturen på planeten er tilpas til, at flydende vand kan eksistere. Det er en klippeplanet lidt tungere end Jorden, og det er den af de efterhånden mange opdagede exoplaneter, som er tættest på os - og det kan også være det nærmeste sted udenfor Solsystemet, hvor der er liv.

I hele første halvdel af 2016 blev Proxima Centauri regelmæssigt observeret med HARPS spektrografen på ESO 3,6-meter teleskopet på La Silla-observatoriet i Chile, og samtidig med andre teleskoper rundt omkring i Verden. De observationer udgør tilsammen kampagnen, som har fået navnet Pale Red Dot. Under ledelse af Guillem Anglada-Escudé fra Queen Mary University i London forsøgte et hold astronomer at detektere stjernens meget svage vrikken frem og tilbage - det, som er tegn på, at en planet i kredsløb trækker i stjernen med sin tyngdekraft.

Kunsterisk fremstilling af, hvordan himlen kunne se ud på en planet i Alfa Centauri-systemet
Kunsterisk fremstilling af, hvordan himlen kunne se ud på en planet i Alfa Centauri-systemet

Det, at finde en mulig planet omkring den nærmeste stjerne, har stor interesse i offentligheden, så derfor blev Pale Red Dot kampagnens forløb publiceret mens det hele foregik fra midt i januar til april 2016. Sammen med observationsrapporterne blev der skrevet ledsagende artikler af adskillige formidlingseksperter rundt omkring i Verden.

Guillem Anglada-Escudé forklarer noget om baggrunden for dette helt særlige stykke eftersøgningsarbejde: "De første antydninger af, at der måske var en planet, blev fundet i 2013, men måleresultaterne var ikke overbevisende. Siden har vi arbejdet hårdt for at få gang i flere observationer, med hjælp fra både ESO og andre institutioner. Vi har planlagt Pale Red Dot kampagnen igennem cirka to år."

Datamængden fra Pale Red Dot blev kombineret med de tidligere observationer fra ESOs og andre observatorier, og så havde astronomerne det meget spændende resultat i hus. Til tider nærmer Proxima Centauri sig Jorden med omkring 5km/t - hvad der svarer til almindelige gå-hastighed - og til andre tider fjerner stjernen sig med samme hastighed. Dette regelmæssige mønster af radialhastigheden gentager sig med en periode på 11,2 døgn. En nøje analyse af stjernens meget lille Dopplerforskydning har vist, at den er forårsaget af en planet, som vejer mindst 1,3x mere end Jorden, og som kredser om stjernen i en afstand af cirka 7 millioner kilometer. Det er blot 5% af afstanden imellem Jorden og Solen.

Guillem Anglada-Escudé kommenterer de seneste måneders spænding: "Jeg kontrollerede gang på gang og hver eneste dag i de 60 dage, Pale Red Dot kampagnen løb, at resultaterne var konsistente. De første 10 observationsdøgn så lovende ud. De første 20 døgn underbyggede tilsammen forventningerne, og på dag 30 var resultaterne så overbevisende, at vi begyndte at skrive udkastet til artiklen!"

Proxima Centauri er, ligesom de andre røde dværge, en aktiv stjerne, og de røde dværge kan ændre sig på en måde, som godt kunne ligne det, som en planet ville forårsage. For at udelukke den mulighed, holdt forskerne øje med stjernens variationer i lysstyrke i hele kampagnens forløb. Til det brugte de ASH2 teleskopet på det chilenske San Pedro de Atacama Celestial Explorations Observatory og det teleskopnetværk, som styres fra Las Cumbres Observatory. I den endelige dataanalyse bortsorterede man radialhastighedsdata, som blev registreret i de perioder, hvor stjernen var i udbrud.

Proxima Centauri lyser svagere end Solen, men planeten Proxima b kredser om sin stjerne meget tættere end Merkur kredser om Solen. Det betyder, at Proxima b ligger pænt indenfor det, man kalder den beboelige zone omkring stjernen, og at den har en overfladetemperatur, som vil kunne tillade, at eventuelt vand er flydende. De umiddelbart lovende temperaturforhold modsvares dog af, at stjernen til tider blusser kraftigt op i ultraviolet lys og i röntgenstråler. Det giver stråling, som er langt kraftigere end den, som Jorden modtager fra Solen.

Alfa Centaurus placering på himlen, samt billeder fra Hubble af systemet
Alfa Centaurus placering på himlen, samt billeder fra Hubble af systemet

I to separate artikler drøfter forskerne mulighederne for liv på Proxima b, og de mulige klimaforhold på planeten. Formodningen er, at der kan eksistere vand på overfladen, men kun der, hvor der er mest lys fra stjernen. Det er enten i et område på den halvkugle, som konstant vender imod stjernen (bunden rotation), eller i et bælte svarende til troperne på Jorden (hvis der er en 3:2 resonnans imellem planetens 'døgn' og dens 'år'). Klimaet på Proxima b vil være ganske anderledes end det, vi kender på Jorden. Det skyldes dels planetens rotationsforhold, dels den kraftige stråling fra stjernen, og dels planetens dannelseshistorie. Det er for eksempel usandsynligt, at Proxima b har årstider.

Den nye opdagelse er starten på endnu mere grundige observationer, både med de instrumenter, som for tiden er til rådighed [5], og med den næste generation af kæmpeteleskoper, som for eksempel European Extremely Large Telescope (E-ELT). Proxima b vil være hovedmålet for fremtidens jagt på tegn på liv andre steder i Universet. Desuden er Alpha Centauri-systemet jo målet for menneskehedens første forsøg på at rejse til et andet stjernesystem; projektet, StarShot.

Guillem Anglada-Escudé slutter sin beretning: "Der er fundet mange exoplaneter, og der vil blive fundet mange flere endnu, men det, at lede efter den nærmest mulige jordlignende planet, og at finde den - det har været en oplevelse for livet for os alle. Det er et stort arbejde og mange formidlingsaktiviteter fra mange mennesker, som er kulmineret i denne store opdagelse. Resultatet er en hyldest til dem alle. Det næste bliver, at lede efter liv på Proxima b..."
Opdagelsen er beskrevet i en artikel i det nummer af tidsskriftet Nature, som udkommer den 25. august 2016

Kilde: ESO
Alfa Centauri er vores nærmeste nabostjerne, som ligger kun 4,3 lysår herfra. Dvs 40 trilliarder km eller 40.000 milliarder km. Til sammenligning ligger Saturn ca. 1milliard km væk, mens Voyager sonderne er nået 20 mia. km ud.

A Cen. er faktisk et tredobbelt stjernesystem, hvor 2 mindre stjerner kaldet Alfa Centauri A og B, kredser om hinanden med en afstand af ca. 300 millioner km, svarende til 2x afstanden mellem Solen og Jorden (2AU). De omkredses desuden af en tredie M-klasse dværgstjerne kaldet Proxima Centauri, som kredser om de andre, i en løs bane 15.000AU længere ude.. br>
Det kan være svært at se hvordan der kan være beboelige planeter om et sådan dobbeltstjernesystem, men i en ny artikel (11 juli, revideret 22 aug.) har 2 astronomer beregnet at man kan forvente 2 eller flere terrestiske planeter, som kredser om dem i op til 2AU afstand!
Det vil med andre ord placere dem i den beboelige zone om Alfa Centauri,

Se 'Effects of Proxima Centauri on Planet Formation in Alpha Centauri' på arXiv
Vinde og temperaturer på exoplanet
Vinde og temperaturer på exoplanet
Analyser og modeller af temperaturer på exoplanter (som kan måles med IR-målinger), viser at nogle exoplaneter mangler evnen til at fordele temperatuirerne. Det har belgiske astronomer analyseret, og fundet at atmosfæren evne til at fordele temperaturen afhænger af vindende, og at dette "air-conditioning system" afhænger af om overfladen er ru: På planeter med en hel glat overflade vil der nemlig være meget ringe varmefordeling mellem nat- og dagsiden, så¨dagtemperaturerne let kan blive meget varme.

Kilde: KU Leuven