Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Exoplaneter

Masser af exoplaneter

Knud spørger: Hvor mange planeter er der i Universet?

Lars Buchhave, DTU Space svarer under DR1 TVudsendelsen den 31.1.2018:

Hvis vi antager at der i gennemsnit er een planet omkring alle stjerner, er der i den synlige del af universet ca. 10^24 planeter. Eller et 1-tal med 24 nuller efter.


Gode billeder af exoplaneter

Line spørger: Hvorfor kan man ikke tage detaljerede billeder af det nærmeste solsystem Alfa Centauri og dets planeter, når man kan af galakser langt væk?

Lars Buchhave, DTU Space svarer under DR1 TVudsendelsen den 31.1.2018:

Det er fordi planeten er meget tæt på stjernen set fra Jorden og at stjernen er utrolig meget mere lysstærk end planeten. Vi skal altså “fjerne” stjernens lys med en kontrast på 10 milliarder gange for at kunne se planetens lys direkte. Men det kan lade sig gøre. Vi har allerede tage direkte billeder af Jupiter-lignende planeter der er langt væk fra deres stjerne. Og i fremtiden kan det lade sig gøre at tage direkte billeder af Jordlignende planeter.

Om man kan tage billeder af et himmelobjekt har ikke noget at gøre med afstanden, men med kontrasten, som nævnt, og så med, hvor stor en udstrækning på himlen, objektet har. Mange galakser fylder meget mere på himlen i buesekunder eller pixels end en forholdsvis meget nærere exoplanet.


Rejse til en exoplanet

Sara spørger: Er en rejse til en exoplanet mulig?

Lars Buchhave, DTU Space svarer under DR1 TVudsendelsen den 31.1.2018:

Ja, i princippet er det muligt, men med nuværende teknologi vil det tage ufattelig lang tid. Det menneskabte objekt som er længst væk fra Jorden er Voyager-1 rumsonden som blev sendt op i 1970’erne. Hvis man skulle rejse til den nærmeste stjerne, Proxima Centauri, med samme hastighed som Voyager-1 ville det tage over 70.000 år. Og der er desværre umiddelbart ikke nogen teknologi på bedding som vil kunne afhjælpe dette. Men det er derimod indenfor vores rækkevidde at kunne detektere tegn på liv som vi kender det i atmosfæren på Jordlignende planeter i vores astronomiske baghave indenfor en overskuelig årrække.


Kolonisering af exoplaneterne - f.eks. Proxima b

Juliane spørger: Vil det være muligt at kolonisere exoplaneter som Proxima b?

Hans Kjeldsen, Aarhus Universitet svarer under DR1 TVudsendelsen den 31.1.2018:

Det kommer nok an på, hvor langt frem i tiden vi tænker på. Umiddelbart er afstanden så stor, at det ikke er realistisk at sende rumskibe med mennesker ud til stjernerne. Selv med de hurtigste rumskibe vi har bygget, vil det tager 100.000 år at rejse til de nærmeste stjerner.


Exoplanetjægeren PLATO er bevilget

Ved et møde tirsdag den 20. juni 2017 i ESAs (Det europæiske Rumagentur) Science Programme Committee er det endeligt besluttet at satse økonomiske midler på en ny satellit, PLATO, som skal fortsætte jagten på exoplaneter – planeter, som kredser om andre stjerner end Solen. Det er en del af ESAs udviklingsplan med navnet Cosmic Vision, som skal række ind i de næste to årtier.

 PLATO står for Planetary Transits and Oscillations of stars. Satellitten skal observere ganske små variationer i stjernernes lysstyrker, forårsaget dels af, at stjernerne ’skælver’ en smule og dels af, at der til tider passerer en planet ind foran stjernen ligesom ved en solformørkelse. Det sidste er det, som kaldes en transit.

PLATO-projektet blev i februar 2014 udvalgt som et af de mulige fremtidige ESA programmer, og vedtagelsen tirsdag betyder, at man nu kan gå fra planlægningsfasen til byggefasen. I de kommende måneder vil der blive sendt indbydelser ud til europæiske rumindustriforetagender om at byde ind på de forskellige tekniske opgaver til satellitten.

Efter rumopsendelsen i 2026 vil PLATO observere tusinder af klare stjerner i store områder af himlen, for at måle de små regelmæssige dyk i stjernernes lys, som kommer, når planeter passerer ind foran dem og blokerer for en lille smule af lyset.

Der vil især blive lagt vægt på at søge efter jordlignende exoplaneter i kredsløb om stjerner, som ligner Solen, og med afstande fra deres stjerne, så der kan findes flydende vand på planeten – i det, som kaldes den beboelige zone.

Billedtekst: Det vrimler med exoplaneter også omkring stjerner, som ligner Solen. En af de spændende opdagelser indenfor de seneste år er, at de fleste exoplanetsystemer ikke ligner vores eget Solsystem. Her er nogle eksempler. Kilde: ESA.

Den samme type målinger kan også afsløre svingninger i stjernerne selv, og ud fra det, kan man beregne stjernernes masser, størrelser og aldre. Analyse af disse ’stjerneskælv’, som kaldes asteroseismologi, svarer til geofysikeres studier af Jordens indre ud fra jordskælv. Det vil dels give os en bedre grundlæggende viden om stjernernes natur, og dels hjælpe til med at forstå dannelsen og udviklingen af exoplanetsystemerne. Desuden vil studiet af de mange stjerner give meget vigtig information om vores galakse, Mælkevejens, opbygning og historie.

PLATO bliver anbragt i en bane omkring det punkt, som kaldes ‘L2’, 1,5 millioner kilometer fra Jorden i retning væk fra Solen.

Forskerne på Stellar Astrophysics Centre, SAC på Aarhus Universitet er specialister på verdensplan både hvad angår exoplaneter og asteroseismologi. SAC er centrum i et internationalt netværk, støttet af Danmarks Grundforskningsfond, hvor astronomer fra hele Verden deltager i bearbejdning af data fra satellitobservatorier og jordbaserede teleskoper. På Aarhus Universitet findes det centrale distributionscenter for data fra NASAs Kepler-satellit og den kommende satellit TESS, som begge foretager målinger af svingninger i stjernelyset. Når PLATO begynder at observere, vil der også være opgaver i databehandling og -analyse, som skal varetages fra forskerne på Aarhus Universitet. Stellar Astrophysics Centre på Aarhus Universitet ledes af professor Jørgen Christensen-Dalsgaard. Han er også til og med dette møde formand for ESAs Science Programme Committee, og for ham er det en meget stor dag. ”Vi har i over 25 år forsøgt at få en asteroseismisk mission i ESAs program”, siger Christensen-Dalsgaard. ”Nu ser det endelig ud til at lykkes.”


Exoplaneter som SRP-opgave

Vi er to piger på <et gymnasium> som skriver SRP om Exoplaneter og planetbevægelse.

Har I eventuelt nogle tidsserier man kan finde på nettet eller noget i den stil?

Det skal bruges til vores forsøg i SRP

Svar (Professor Hans Kjeldsen):

Jeg vil foreslå at I bruger flg. i-bog til jeres SRP-projekt: http://exo.systime.dk. Her kan I få både forklaringer, modeller og masser af data fra Kepler missionen. I kan også hente data via flg. link (men bemærk at det er en relativt gammel webside som ikke har været opdateret i en del år.. så jeg vil anbefale http://exo.systime.dk):http://owww.phys.au.dk/~hans/exoplanet/

Via linket https://exo.systime.dk/ er der en gratis prøveadgang, som I kan anvende.

Jeres skole kan også skaffe jer adgang, så I ikke behøver at bruge en gratis prøveadgang.


Kæmpeplanet får sin stjerne til at svinge i takt

Pressemeddelelse fra Stellar Astrophysics Centre 16. februar 2017

Solen påvirker Jorden på mange måder, og de andre stjerner påvirker de exoplaneter, som kredser om dem. Det omvendte sker også, fortæller en ny videnskabelig artikel med dansk deltagelse i det ansete astronomiske tidsskrift Astrophysical Journal Letters. Omkring stjernen med det mundrette navn HAT-P-2, 370 lysår borte i retning af stjernebilledet Hercules kredser der en enorm planet i en meget aflang bane. Omløbstiden for planeten ser ud til at være koblet sammen med små regelmæssige udsving i stjernens lysstyrke, og det er noget, som ingen har observeret tidligere.

Vekselvirkningen imellem stjernen og dens planet må være en følge af tyngdekræfterne imellem de to himmellegemer, men forskerne har ikke endnu fundet ud af, hvad det er, der sker. Iblandt nære dobbeltstjerner er der observeret en lignende vekselvirkning, hvor begge stjerner pulserer som hjerter i takt, men det er helt uforklaret hvordan en planet – selvom den er 8 gange større end planeten Jupiter – kan få sin stjerne til at reagere.

Postdoc Victoria Antoci fra Stellar Astrophysics Centre på Aarhus Universitet er medforfatter på artiklen om den nye opdagelse. Hun fortæller: “Det her er rigtig spændende, for hvis vores forklaring er rigtig, fortæller det os, at planeter kan have en stærk indvirkning på de fysiske fænomener i deres moderstjerner. Med andre ord, så “véd” stjernen, at der er en planet i kredsløb, og den reagerer på det. Det er specielt spændende for mig, for jeg arbejder med asteroseismologi, hvor vi studerer stjernernes indre fysik ved at observere svingninger i deres lys. Her har vi fået en ny mulighed for at ‘bore’ dybere ned i stjernens indre, og det vil i den sidste ende hjælpe os til endnu bedre at forstå stjernernes sammensætning og deres udvikling.” HAT-P-2 er en klasse-F stjerne, lidt større og lidt varmere end Solen. Planeten er en af de største gaskæmper, som indtil nu er observeret. Den store planet, som har fået navnet HAT-2-Pb, kredser om stjernen på 5 dage 15 timer og 7 minutter. Det ser vi fordi stjernens lys svækkes en smule hver gang planeten passerer hen forbi stjernen. Men stjernelyset varierer også med i en rytme på 87 minutter, og det ‘går op’ i planetens omløbstid – der må altså være en eller anden indvirkning.

Det er astronomer fra USA, Canada og Aarhus, som har samarbejdet om artiklen. Observationerne af det tætte stjerne-planetpar stammer fra NASAs rumteleskop Spitzer, som i i alt 350 timer har fulgt lysstyrkevariationerne imellem juli 2011 og november 2015. Som i så mange andre tilfælde, var det noget helt andet, forskerne ledte efter fra starten. Formålet var et finde ud af, hvordan varmen fra stjernen fordelte sig i planetens atmosfære ved de tætte passager. Det ville give ny viden om vindforholdene og planetatmosfærens sammensætning. De målingerne blev set nøjere efter dukkede denne svage, men regelmæssige rytme på 87 minutter op. Den var mest tydelig når planeten passerede bagom stjernen.

Hovedforfatteren på artiklen, Julien de Wit, fra Massachusetts Institute of Technology, MIT undrer sig: “Med den omløbstid, som planeten har, skulle den ikke kunne få stjernen til at svinge, men det gør den. Der er en fysisk sammenkobling imellem stjerne og planet, men på nuværende tidspunkt kan vi simpelthen ikke forklare det. Det er meget svage svingninger, så det har været som at fange lyden af en myg, som flyver forbi en jetmotor flere kilometer borte” Forskerne har nogle ideer, som måske kan forklare fænomenet. Mange stjerner pulserer, og det kan tænkes, at den store planet lige netop trækker så meget i stjernen, at den bliver presset over i sådan en naturlig pulsering, lidt ligesom hvis man drysser salt i kogende vand, så det pludselig koger over.

Victoria Antoci slutter af: “Ud fra et teoretisk synspunkt er det et mysterium, men jeg synes det er sjovt! Vi lærer allermest i den slags tilfælde. Hvis vi skal løse det her problem, er der kun een vej fremad. Vi skal have flere observationer, og hjælp fra asteroseismologien.”  Artiklen i Astrophysical Journal Letters har titlen: “Planet-induced Stellar Pulsations in HAT-P-2’s Eccentric System”. Den kan hentes her. iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/836/2/L17/meta Forslag til billedtekst: Planeten HAT-P-2b kommer så tæt ind forbi sin stjerne, at det får stjernen til at vibrere, men årsagen er ukendt. Kilde: NASA, MIT

Links til andre versioner af historien:

http://sac.au.dk/currently/aticle/artikel/planet-induces-pulsations-in-its-star https://news.mit.edu/2017/star-stellar-pulsations-planet-0214://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2017-035&rn=news.xml&rst=6745https: //www.nasa.gov/feature/jpl/spitzer-hears-stellar-heartbeat-from-planetary-companionhttps://phys.org/news/2017-02-scientists-planet-induced-stellar-pulsations.html https://www.upi.com/Science_News/2017/02/14/Astronomers-observe- first- stellar-pulsations-triggered-by-a-planet/3391487082227/