Andre solsystemer?

Fakta

• Tre små legemer er blevet fundet i kredsløb om pulsaren PSR 1257+12. De er blevet betegnet "PSR1257+12 A, ..B, og ..C". Den ene er på størrelse med Månen, de andre to er cirka 2 til 3 gange massen af Jorden.

  De blev opdaget ved at måle variationer i pulsarens "puls-hastighed", som kan tolkes som gravitations-effekter fra de tre planeter. De oprindelige observationer er blevet bekræftet, men selvfølgelig kan man ikke tage billeder - det ligger langt uden for mulighedernes grænse selv med vore bedste teleskoper.

  Disse planeter menes at være dannet af resterne af den supernova, som skabte pulsaren. De oprindelige planeter må være blevet omsluttet af den døende stjerne og havde ingen chance for at overleve supernovaeksplosionen (en supernova er den mest voldsomme begivenhed, der kan forekomme i universet), og ville ikke være blevet i cirkulære omløb efter eksplosionen.

  Flere årtier med tidsmålinger fra pulsaren PSR 0329+54 (PKS B0329+54) udført af Tatiana Shabanova (fra Lebedev Physics Institute) tyder på, at den har en planet, med en periode på 16,9 år, som er ca. dobbelt så massiv som Jorden.

  Men selv om beviserne gode, så er det ikke lige det, vi leder efter, når vi taler om 'solsystemer'.

• Siden 1983 har vi vidst, at stjernen Beta Pictoris er omgivet af en skive af gas og støv. Spektre fra Beta Pictoris viser absorptionslinjer fra resterne af en mulig planetdannelse. Linjerne menes at stamme fra kometlignende gas-skyer, der skjuler stjernen. Selv om det langt fra er sikkert, tror mange, at planeter allerede er dannet om Beta Pictoris.

  HST har observeret Beta Pictoris (højre) og fandt, at skiven er langt smallere end antaget. Estimater baseret på Hubble-billederne sætter tykkelsen til en maksimalværdi på 1600 millioner kilometer, eller 1/4 af de tidligere værdier fra jordbaserede målinger. Skiven vender sådan, at vi fra Jorden næsten ser ind i skiveplanen. Da støvet må have brugt tid på at indordne sig i en plan, kan disken faktisk være ældre end hidtil antaget. En tynd disk øger også mulighederne for, at kometstore eller større legemer kan være blevet dannet via tilvækst i disken. Begge betingelser menes at være karakteristiske for en hypotetisk skive omkring vor egen sol, som i følge teorien var et nødvendig stadium for planetopbygningsfasen i Solsystemet.

  Nyere Hubble-observationer viser, at disken er lidt forvredet, en forventet konsekvens af gravitationel vekselvirkning med en planet. Dette er blevet bekræftet af observationer ved ESO.

• Nyere radio-observationer af en gas-sky kaldet Bok Globule B335 har tilvejebragt billeder af materie, som kollapser på en nydannet stjerne (kun omkring 150.000 år gammel). Disse observationer er med til at hjælpe os i forståelsen af, hvordan stjerner og planeter bliver til. De observerede fænomener matcher teorien om Solsystemets oprindelse, dvs. en stor gas-sky som kollapser til en stjerne omgivet af en skive af støv og gas, som med tiden samler sig i fragmenter og bliver til planeter i omløb om Solen.

• IRAS-satellitten registrerede, at Vega udsender altfor meget infrarød stråling, og dette tilskrives en støv-skal (med en masse omtrent som Jordens måne).

• Observationer af den nærliggende stjerne Barnard, viste på et tidspunkt tegn på gravitationelle effekter, men de ser nu ud til at være fejlfortolkede.

• Stjernen Gl229 ser ud til at have et objekt på 20 Jupiter-masser i bane omkring sig i en afstand af 44 AU. Et så stort objekt er formentlig en såkaldt brun dværg og ikke en sædvanlig planet.

• Hvad der kan være den første opdagelse af en planet i bane om en "normal", Sol-lignende stjerne, er blevet offentliggjort af astronomer, som studerer stjernen 51 Pegasi, en hovedseriestjerne af spektraltype G2-3 V, der befinder sig 42 lysår fra Jorden. Under en konference i Firenze, Italien, forklarede Michel Mayor og Didier Queloz ansat ved  observatoriet i Geneve, at de havde observeret 51 Pegasi med en højopløsnings-spektrograf og fundet, at stjernen har radielle hastighedsændringer på cirka 70 m/s hver 4,2 døgn. Hvis dette skyldes banebevægelser, antyder disse tal, at der findes en planet kun 7 millioner km fra 51 Pegasi - langt kortere end Merkurs afstand til Solen -- og at planeten har en masse på mindst det halve af Jupiters. Disse fysiske karakteristika er baseret på antagelsen om, at vor synslinie falder sammen med planetens baneplan. Oveni  tyder andre observationer på, at dette er et kvalificeret gæt. En planet i en afstand af 7 millioner km fra en stjerne som 51 Pegasi skulle have en temperatur på omkring 1000°C, dvs. rødglødende. Da planeten sandsynligvis er uden atmosfære må den være en flydende kugle af jern og sten med en diameter og overfladegravitation på syv gange Jordens diameter og syv gange dens overfladegravitation. Måske vender den ene side permanent ind mod stjernen ligesom Månens gør mod Jorden.

  Disse observationer er nu blevet bekræftet af flere uafhængige observatører. Der findes også tegn på en anden planet meget længere ude, men det er endnu ikke blevet bekræftet.

  [ 51 Pegasi er en stjerne med en størrelsesklasse på 5,5. Den kan nemt ses gennem en prismekikkert, højt på aftenhimlen mellem Alpha og Beta Pegasi (det vestlige stjernepar i Pegasus-firkanten). Stjernens equinox-2000-koordinater er R.A. 22 h 57 m, Dec. +20° 46'. ]

• Den 1/17/96 offentliggjorde Geoffrey Marcy og Paul Butler opdagelsen af planeter i omløb om stjernerne 70 Virginis og 47 Ursae Majoris. 70 Vir er en G5V (hovedserie)stjerne cirka 78 lysår fra Jorden, 47 UMa er en G0V stjerne cirka 44 lysår væk. Disse blev opdaget ved hjælp af den samme dopplerforskydnings-metode, der afslørede planeter om 51 Pegasi.

  Planeten om 70 Vir har en excentrisk bane med en periode på 116 dage og har en masse på omtrent 9 gange Jupiters. Ved at anvende standardformler som udligner den indkommende stråling med den udsendte varme, har Marcy og Butler anslået planetens temperatur til at være 85°C, koldt nok til at vand og komplekse organiske molekyler kan eksistere. Stjernen 70 Vir er næsten som Solen, selvom den er flere hundrede grader koldere ved overfladen og måske tre milliarder år ældre.

  Planeten om 47 UMa blev opdaget efter studier af otte års observationer fra Lick Observatory. Dens periode er på lidt over tre år (1100 døgn), dens masse er tre gange Jupiters og dens baneradius er omtrent 2 AU. Denne planet har formentlig også et område i atmosfæren, hvor temperaturen ville tillade flydende vand.

• I april 1996 opdagede Dr. Marcy og Dr. Butler endnu en planet, denne gang om stjernen HR3522 (også kaldet Rho 1 Cancri eller 55 Cancri) omtrent 45 lysår fra Jorden. Planeten menes at være på ca. 0,8 Jupiter-masser. Det er sandsynligt, at adskillige flere planeter vil dukke op om de 120 stjerner med planetpotentiale, som Marcy og Butler har observeret.

• Adskillige andre planeter er nu blevet opdaget ved hjælp af Butler/Marcy-metoden. Der er sikkert et meget stort antal af sådanne planeter derude.

• Endnu en planet i et andet solsystem er blevet fundet i kredsløb om 16 Cygni B., men til forskel fra de andre planeter, som er fundet, har denne en meget stor bane-excentricitet (0,6), planetens afstand fra dens stjerne varierer mellem 0,6 AU og 2,7 AU. Dette sætter spørgsmålstegn ved mange teorier om planetdannelse.

• Opsporing af planeter udenfor Solsystemet direkte er meget svært. Selv Hubble rumteleskopet ville være ude af stand til at tage billeder af planeter med de opgivne størrelser og afstande fra deres sole.

  Hvad HST rent faktisk fandt, var skiver eller diske af stof om stjerner set i silhouet mod Orion Nebula (kaldet 'proplyds', for 'proto-planetary disks' (højre)). Dette er stærkt vidnesbyrd om, hvor almindelige disse objekter er, men måleskalaen er altfor lille til, at man kan sige, om der findes planeter der. Flere detaljerede HST-billeder er nu også tilgængelige.

• Ikke desto mindre bør det være muligt at detektere infrarød stråling fra meget store planeter (på størrelse med Jupiter eller større) i særlige tilfælde.
• Ved et lykketræf har HST formået at tage et billede af, hvad der ser ud til at være en planet på flugt fra en dobbeltstjerne. Se 1998 Maj 28 meddelelse. Hvis dette bliver bekræftet, er eksistensen af planeter udenfor vort Solsystem ikke til diskussion.

Mere om andre solsystemer

• Søgningen efter planeter om andre stjerner: En kort historisk gennemgang af søgningen, opdagelserne og de fremtidige følger (meget grundig!)
• Encyklopædi over planeter om andre stjerner
• Opdagelsen af planeter om andre stjerner af Marcy, Butler et al
• Detektion af planeter om andre stjerner af Marcy og Butler (en encyklopædisk artikel)
• Fin oversigt over Planeter fundet udenfor Solsystemet ved Darwin-hjemmesiden
• Erik Mamajeks EXOPLANET hjemmeside
• Kendte planetsystemer (fin tabeloversigt)
• Visioner om andre solsystemer
• 51 Pegasi hjemmeside
• Referat af "Wobbling Toward Planet Detection" af Dr.Marcy
• Referat af "The Planet around 51 Pegasi" af Dr.Marcy
• Udsigten til at finde kæmpeplaneter i andre solsystemer (en postscript fil)
• Bok globules
• Søgningen efter planeter om andre stjerner, af Andrew Fraknoi, Astronomical Society of the Pacific
• Andre verdener, fjerne sole
• Himmelkort
• Planeter i et binært system fundet af VLA
• Foreslåede missioner
  • NASAs Exploration of Neighboring Planetary Systems (ExNPS) Hjemmeside med program for udforskning af naboplanetsystemer
  • Darwin-projektet, et ESA-forslag til rumbaseret infrarød-interferometri
  • Kepler, en billig mission til detektion af Jordlignende planeter

Åbne spørgsmål

• Det er sandsynligt, at flere planetsystemer vil blive opdaget ved hjælp af metoden, som afslørede 51 Pegasi, 70 Virginis og 47 Ursae Majoris. Vi går en spændende tid i møde!
• Planetsystemet 51 Pegasi er ret forskelligt fra vort solsystem. Men 70 Virginis og 47 Ursae Majoris virker mere "normale". Med 4 kendte "solsystemer" er det nu muligt at fremlægge mere generelle påstande og udføre bedre afprøvninger af planetdannelsesteorier.
• Ingen af de nyopdagede planeter ligner på nogen måde Jorden. Det var også forventet, når man betænker de nuværende metoder til at finde planeter med. Hvordan kan vi tilvejebringe observationer af jord-lignende planeter? Vil ExNPS-programmet blive financieret?
• Hvordan dannes en planet med stor baneexcentricitet?
• [Referat af ovenstående afhandling af Dr. Fraknoi]: Interessen blandt astronomer for påvisning af planeter i andre solsystemer er accelereret i takt med den voksende erkendelse af, at det snart vil være teknisk muligt. Den nuværende fornyelse af teleskoper og de forventede opsendelser af nye rumplatforme tilskynder mange videnskabsfolk til at genoverveje og forbedre de midler, hvormed planeter kan opdages. Den direkte påvisning af lys fra en fjern planet ville være den mest uimodståelige opdagelse (for en astronom) og for at måle anvendeligheden af forskellige søgestrategier, har astronomer traditionelt brugt planeten Jupiter som referenceplanet. Der er dog, i princippet, ikke noget til hinder for, at kæmpeplaneter i andre solsystemer (EGP'er) kan have et bredt spektrum af masser og dermed kan være meget mere lysstærke end Jupiter. Ydermere er den maksimale masse for en planet ikke kendt på forhånd, og observationer vil være nødvendige for at kunne fastsætte den. Vi forudsiger de synlige og infrarøde udstrålinger fra EGP'er, som søgninger i de næste par år vil afsløre.

... Solen ... Medium ... Andre ... Se solsystemet ...