Nye jordliker planeter: 5 kandidater for liv i rommet

Det er en stjerneklar natt. Du ser opp på stjernehimmelen og lurer på ett spørsmål som mennesker har stilt i tusenvis av år: finnes det andre verdener der ute? Finnes det liv noen steder i kosmos? For bare trettien år siden var svaret ukjent. Astronomer visste at planeter og stjerner eksisterte, men de hadde aldri kunnet påvise at andre stjerner hadde planeter som vår sol. Det forandret seg dramatisk i 1995, da en forskergruppe i Sveits oppdaget den første exoplaneten rundt stjernen 51 Pegasi. Fra den dagen av har feltet eksplodert – i dag kjenner vi til over fem tusen seks hundre exoplaneter, og hver dag blir det funnet nye.

Og noen av disse tusenvis av planetene minner bemerkelsesverdig mye om Jorden vår. De har samme størrelse, ligger i det som kalles «habitablale sonen» – det området rundt en stjerne hvor temperaturen tillater flytende vann – og kunne potensielt huse liv som vi kjenner det. Blant kandidatene finner vi Kepler-452b, som er så lik Jorden at den kalles «Jordens fetter». Vi finner også de syv planetene i TRAPPIST-1-systemet, hvor flere ligger i habitablale sonen. Og så er det Proxima Centauri b, som ligger nærmest oss, bare 4,24 lysår borte. Disse planetene er ikke lenger bare villskap og spekulasjoner – de er reelle, dokumenterte verdener som venter på å bli utforsket.

Himmelteleskopene som Kepler, TESS og den revolusjonerende James Webb-teleskopet har gjort det mulig å studere disse planetene på helt nye måter og gir oss håp om svar på spørsmål mennesker har stilt i alle tider. Med hver ny oppdagelse blir avstanden mellom fantasi og virkelighet mindre, og mulighetene for liv dukker opp fra stjernene. Vi vet nå hvor å lete, vi vet hva vi skal lete etter, og vi begynner å forstå hvor mange jordliker verdener som kanskje finnes rundt andre stjerner. For familier og unge som lurer på universet, åpner dette helt nye perspektiver på menneskehetens plass i kosmos og mulighetene for liv langt borte fra Jorden vår.

Hva er en exoplanet, egentlig?

En exoplanet – også kalt ekstrasolar planet – er enkelt sagt en planet som går i bane rundt en annen stjerne enn solen vår. Det høres kanskje enkelt ut, men for astronomer var det en gigantisk oppdagelse da den første ble bekreftet i 1995. Frem til da hadde mennesker kun kjent til planetene i vårt eget solsystem: Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. Vi visste at det måtte finnes andre solsystem, men vi hadde aldri kunnet påvise det direkte. Nå vet vi at det er en av universets vanligste ting – langt de fleste stjerner har planeter som går rundt dem.

Exoplaneter kommer i utrolig mange varianter. Noen er små og steinete som Jorden vår, kanskje bare litt større. Andre er kjempestore gassjupitere som er mange ganger større enn Jupiter i vårt solsystem. Noen kretser veldig nær sin stjerne – så nær at de blir kokende varme og muligens har en side som alltid vender mot stjernen. Andre ligger langt ute og er forfrysende kalde. Denne mangfoldigheten var en stor overraskelse for astronomer som trodde at solsystemet vårt var typisk. I dag vet vi at det finnes planeter i nesten alle tenkelige konfigurasjoner – noen rundt dobbeltstjerner, noen i veldig elliptiske baner, og noen som kretser rundt stjerner som er på vei til å dø som hvite dverger.

Hvordan blir nye verdener oppdaget?

Teleskopene våre er ikke gode nok til å se exoplaneter direkte – ikke ennå. I stedet bruker astronomer svært indirekte metoder, og det mest effektive er såkalt «transitmetoden». Ideen er enkel: når en planet passerer foran sin stjerne fra vår perspektiv, blokkerer den en liten del av stjernens lys. Teleskoper som Kepler og TESS måler denne lille endringen i lysstyrken – gjerne bare en promille av stjernens totale lys – og fra dette kan forskerne beregne planetens størrelse, omløpsperiode og avstanden fra stjernen. Kepler-romteleskopet, som var aktivt fra 2009 til 2018, fant over to tusen exoplaneter på denne måten og revolusjonerte hele feltet.

En annen metode kalles «radialhastighetmetoden» eller «doppler-metoden». Ideen er at en planet trekker i sin stjerne med tyngdekraften sin, så stjernen «vagler» saktelig fram og tilbake. Når stjernen beveger seg mot oss, forkortes bølgelengden av lyset, og når den beveger seg fra oss, forlenges bølgelengden. Med presise målinger av disse endringene kan astronomer beregne hvor tung planeten er. Denne metoden var også brukt til å finne den allerførste exoplaneten rundt 51 Pegasi i 1995. I dag kombinerer forskerne ofte begge metodene for å få så full informasjon som mulig om en ny planet som blir oppdaget.

Hvor mange planeter vet vi om?

Antallet exoplaneter har vokst eksponentielt de siste årene. Hvert år dobbles antallet små, steinete planeter som blir oppdaget, mens store gassjupitere oppdages langsommere. Disse tallene er fra 2024 og endres daglig når nye teleskoper sender data til jorden.

Jorden versus Kepler-452b: en sammenligning

Kepler-452b er en av de mest fascinerende exoplanteter vi vet om fordi den minner så mye om Jorden vår. Oppdagelsen fra NASA i 2015 skapte store overskrifter verden rundt, og det for god grunn. Kepler-452b ligger rundt stjernen Kepler-452, som også kalles «Sols tvillingsøster» fordi den er så lik solen vår i størrelse, alder og temperatur. Planeten selv er bare ca 1,6 ganger større enn Jorden, noe som gjør den til en «super-Jord» i astronomers terminologi. Den ligger i den habitablale sonen, så temperaturen kunne tillate flytende vann på overflaten. Avstanden er imidlertid drepende: Kepler-452b ligger over 430 lysår unna, så lyset fra stjernen bruker over 430 år å nå oss.

Kepler-452b har en omløpsperiode på 384,8 dager – veldig nær Jordens 365,25 dager. Dette betyr at «året» på planeten er nesten like langt som vårt. Stjernen er også litt eldre enn solen vår – omkring seks milliarder år gammel, mot solens 4,6 milliarder år. Det gjør at hvis liv oppstod på Kepler-452b, ville det potensielt ha hatt lenger tid til å utvikle seg. Hvis det finnes planter eller dyr der, ville de kanskje tilpasse seg et årssyklus som ligner vår. Men når det gjelder størrelse, temperatur og stjerne, ligger Kepler-452b mye nærmere Jorden enn de fleste andre kandidatene. Det er grunnen til at NASA kalte den «Jordens fetter» – for astronomer er likhetene bemerkelsesverdig.

Eksperter innenfor exoplanetforskning er delt når det gjelder hvor optimistisk vi skal være. Noen tror at hvis det finnes så mange jordliker planeter, må det nesten være sannsynlig at liv oppstår der. Andre er mer forsiktige og peker på at vi fortsatt ikke helt forstår hvor vanskelig eller lett det er for liv å oppstå, selv under perfekte forhold.

Teknologien som åpner nye verdener

I de tidlige dagene av exoplanetforskningen brukte astronomer større og større teleskoper på jorden – gigantiske instrumenter som Keck-teleskopet på Hawaii og Very Large Telescope i Chile. Men atmosfæren forvrenger lyset fra stjernene, og det setter grenser for hvor presise målingene kan bli. Da Hubble-teleskopet ble sendt til bane rundt jorden i 1990, endret det reglene. Uten atmosfæren til å forstyrre kunne Hubble måle lysvariasjonene langt mer presist. Kepler-romteleskopet, sendt i bane i 2009, var designet spesifikt for å finne exoplaneter ved å måle transitene deres. Kepler var en voldsom suksess – på kun ni år fant det over to tusen exoplaneter, mer enn det som hadde blitt funnet på hele det forrige tiåret.

I dag er James Webb-teleskopet, som ble sendt til bane rundt jorden i 2021, på vei til å revolusjonere feltet for andre gang. James Webb har en speilstørrelse som er 2,7 ganger større enn Hubbles, og det kan se i infrarødt lys som menneskeøyet ikke kan se. Med denne teknologien kan astronomer nå ikke bare påvise exoplaneter – de kan faktisk analysere atmosfæren deres. Hvis en planet har oksygen eller metan eller andre gasser som kan være tegn på liv, kan James Webb potensielt detektere det. I løpet av de kommende årene kommer dette teleskopet til å gi oss mer informasjon om flere hundre exoplaneter enn vi kunne drømme om for bare få år siden. Samtidig bygger NASA og ESA det neste romteleskopet, som skal bli enda mer kraftig.

Hva gjør en planet beboelig?

Det finnes fem hovedfaktorer som astronomer vurderer når de bedømmer hvor «habitabel» eller egnet for liv en planet er. Disse kriteriene hjælper forskerne å prioritere hvilke planeter som er mest interessante å studere videre med de dyreste instrumentene.

• Flytende vann: En planet må være på riktig avstand fra stjernen for at vann skal kunne være flytende. For nær stjernen, og vann koker bort. For langt borte, og det fryser. Dette området kalles den «habitablale sonen».
• Atmosfære: Planetens atmosfære må være tykk nok til å holde på varme og beskytte mot stråling, men ikke så tykk at den blir uutholdelig varm som på Venus. En riktig atmosfære er avgjørende for å støtte liv.
• Størrelse og tyngdekraft: En planet som er for liten, mister atmosfæren over tid fordi tyngdekraften ikke holder den igjen. En som er for stor, kan få en atmosfære som blir for tykk og giftig. Jord-størrelse er ofte ideal.
• Stabil bane: Planetens bane rundt stjernen må være relativt stabil, ikke veldig elliptisk som ville gi ekstrem temperaturendringer. En stabil bane gjør det lettere for liv å tilpasse seg.
• Stabil stjerne: Stjernen må være stabil og ikke for uforutsigbar. Unge stjerner sender ut kraftige utbrudd som kan ødelegge atmosfæren. Gamle, stabile stjerner som solen vår er bedre for liv.

Den habitablale sonen: Det gylne området

I astronomen verden kalles området rundt en stjerne hvor vann kan være flytende for «den habitablale sonen», og det er kanskje det viktigste konseptet når vi leter etter potensielt beboelige planeter. Konseptet høres komplisert ut, men det er egentlig bare enkelt fysikk. Hvis en planet er for nær sin stjerne, blir den kokende varm – så varm at vann fordamper og stikker av til rommet. Hvis planeten er for langt borte, blir den frysende kald – så kald at alt vann fryser til is. Noe sted i mellom – og hver stjerne har sitt eget område – ligger det perfekte stedet hvor temperaturen er riktig for flytende vann. For solen vår ligger denne sonen fra cirka 0,95 astronomiske enheter til 1,37 AE fra solen, hvor en AE er avstanden fra Jorden til solen, altså cirka 150 millioner kilometer.

For andre stjerner varierer denne sonen veldig basert på stjernens temperatur og lysstyrke. En kald, svak rød dverg – som Proxima Centauri – har en habitabel zone mye nærmere stjernen. En varm, blå kjempe har en habitabel zone mye lenger borte. Når astronomer oppdager en ny exoplanet, er den første tingen de sjekker om den ligger i stjernens habitablale zone. Hvis det gjør det, hopper pulsen – fordi det betyr planeten kunne ha betingelsene for liv. Det er ikke garantien for at det faktisk finnes liv der, men det åpner muligheten. Blant de over fem tusen kjente exoplanetene ligger omkring tre hundre av dem i en habitabel zone rundt sin stjerne – det er omkring seks prosent. Disse tre hundrede planetene er de mest interessante å studere videre, spesielt nå som James Webb-teleskopet kan analysere deres atmosfærer.

Exoplaneter etter type

Exoplaneter varierer enormt i størrelse og karakter. Her er hvordan den kjente populasjonen fordeler seg basert på de største teleskopene som Kepler, TESS og James Webb. Denne fordelingen forteller oss mye om hvor varierte universet er.

Norges bidrag til romforskningen

Norge er ikke akkurat det første landet folk tenker på når de hører «romforskning», men landet har faktisk gjort flere viktige bidrag til jakten på exoplaneter. Norske forskere jobber aktivt ved institusjoner som Universitetet i Oslo og Universitetet i Bergen, hvor de analyserer data fra romteleskopene og bidrar til å identifisere og karakterisere nye exoplaneter. Flere norske astronomer har også vært med på å utvikle instrumenter som brukes både på jordbaserte teleskoper og på romteleskoper. Norske bidrag til vitenskap har vært sentral i arbeitet med å forstå hvordan planeter dannes og hvordan de beveger seg rundt stjerner – kunnskap som er avgjørende for å forstå exoplaneter.

Norge er også aktivt medlem av ESA, Den europeiske romorganisasjonen, som bygger og opererer romteleskoper og andre instrumenter for romforskning. Gjennom ESA bidrar Norge med finansiering og ekspertise til store prosjekter som Gaia-romteleskopet, som måler stjernenes posisjoner og bevegelser med utrolig presisjon – data som også brukes til å finne exoplaneter. Norske teknologibedrifter leverer også komponenter til romteleskoper og andre instrumenter. Selv om Norge ikke har sitt eget romprogram som USA, Russland eller Kina, er landet likevel en viktig del av det internasjonale nettverket av vitenskapsmenn og ingeniører som jobber for å forstå universet og finne andre verdener.

Fremtidsoptimismen blant astronomer er stor. De siste årene har vi sett en rivende utvikling både i deteksjonsteknologi og i analytikk. Selv om vi ikke snart vil finne menneskeliv på andre planeter, kan vi snart finne mikrobiell liv – og det ville være den største vitenskapelige oppdagelsen i menneskehetens historie.

Hva skjer videre i jakten på andre verdener?

Framtiden for exoplanetforskning er ekstremt spennende. James Webb-teleskopet har bare vært i drift siden 2022 og er allerede i gang med å analysere atmosfæren på flere exoplaneter. I løpet av de neste fem årene forventer forskere at teleskopet vil ha gjort tusenvis av slike målinger, og noen av dem kan potensielt finne tegn på liv – såkalte «biosignaturer» som oksygen eller metan i kombinasjoner som er vanskelig å forklare uten biologisk aktivitet. ESA og NASA bygger allerede neste generasjon romteleskoper, som vil være enda mer kraftige og kan se enda lenger. Det kommer også nye jordbaserte teleskoper som Extremely Large Telescope i Chile, som kommer til å kunne avdekke atmosfærer på små, jordliske planeter for første gang.

Men selv med all denne teknologien må vi være klar over at jakten etter liv er ikke enkel. Hvis liv finnes på en annen planet, ville det kanskje se helt anderledes ut enn det vi kjenner fra Jorden. Det kunne være basert på silikon i stedet for karbon, eller på væsker som ammoniakk i stedet for vann. Eller livet kunne være så enkelt og mikroskopisk at det er veldig vanskelig å oppdage selv med de beste instrumentene våre. Men det at vi nå har verktøyene til å lete, og at vi vet hvor å lete, er i seg selv en fantastisk framgang. Universet er milliarder ganger større enn Jorden, og vi er endelig på vei til å utforske det på en seriøs, vitenskapelig måte.

Slik starter du din utforsking av universet

Hvis artikkelen har gjort deg interessert i exoplaneter og romforskning, finnes det mange måter å dykke dypere på – selv uten teleskop eller større utgifter. For familier med barn er det lurt å besøke steder som Telenor Science Centre, Vitensenteret i Bergen eller Teknisk Museum i Oslo, som alle har utstillinger om romfart og nye planetfunn. Alle disse stedene har planetarium eller interaktive utstillinger hvor barn og unge kan lære om astronomi på en spennende måte. Du kan også besøke nettsidene til NASA eller ESA, som begge publiserer fantastiske bilder og oppdateringer om nye exoplanetfunn nesten daglig. Der finnes også pedagogiske ressurser for lærere og foreldre som vil underrette barn om astronomien.

Hvis du har litt teknisk interesse, finnes det også gratis programmer som Stellarium, som er et planetarium-program for datamaskinen din hvor du kan se stjernehimmelen fra enhver plass på jorden, på enhver dato – både i fortiden og framtiden. Med dette programmet kan du lære hvor stjernene som har exoplaneter ligger, og du kan følge med når nye planeter blir oppdaget. Det finnes også smartphone-apper som Star Walk eller SkySafari som viser deg stjernekartet når du holder telefonen mot himmelen. Og hvis du blir virkelig interessert, finnes det astronomigrupper over hele Norge hvor entusiaster av alle aldre samler seg for å observere himmel med teleskoper. Mange av disse gruppene er åpne for nybegynnere, og det er ingen grunn til å være nervøs – alle astronomer var engang nybegynnere som så opp på stjernene med samme undring som du kanskje gjør nå.