I løbet af de sidste 18 år har astronomer opdaget 1038 planeter, der kredser om fjerne stjerner. Skuffende synes dog langt de fleste ikke at være kandidater til at støtte livet, som vi kender det - de er enten så tæt på deres hjemmestjerne, at alt vand sandsynligvis vil fordampe, eller så langt væk, at alt det ville fryse, eller de består af gas i stedet for sten og ligner mere vores solsystemets gasgiganter end Jorden.
Relateret indhold
- Nye Super-Earths fordoble antallet af livsvenlige verdener
- Hvordan finder astronomer faktisk exoplaneter?
Eller så troede vi. I dag offentliggjorde en gruppe forskere fra UC Berkeley og University of Hawaii en beregning, der antydede, at vi har overset bevis for et stort antal jordstørrede eksoplaneter i deres beboelseszone for deres stjerner, simpelthen fordi disse planeter er sværere at opdage med nuværende metoder. De mener, at gennemsnitligt 22% af sollignende stjerner (det vil sige stjerner med en størrelse og temperatur svarende til solen) har en planet, der er nogenlunde jordstørrelse i deres beboelige zoner.
”Med omkring 100 milliarder stjerner i vores Mælkevej-galakse er det omkring 20 milliarder sådanne planeter, ” sagde Andrew Howard, en af undersøgelsens medforfattere, på en pressekonference om fundne resultater. ”Det er et par jordstørrede planeter for hvert menneske på planeten Jorden.”
Holdet, ledet af Erik Petigura, kom til disse konklusioner ved at tage en ukonventionel tilgang til planetfinding. I stedet for at tælle, hvor mange eksoplaneter vi har fundet, forsøgte de at bestemme, hvor mange planeter vi ikke kan se.
Eksoplaneter opdages som et resultat af rytmisk dæmpning i en stjernes lysstyrke, hvilket indikerer, at der er en planet, der kredser om den og passerer mellem stjernen og vores udsigtspunkt. På grund af denne metode har store planeter, der kredser tæt på deres stjerner, været de nemmeste at finde - de blokerer mere lys oftere - og dominerer således uforholdsmæssigt på listen over kendte exoplaneter.
For at estimere antallet af exoplaneter, denne teknik går glip af, skrev Berkeley-teamet et softwareprogram, der analyserede data fra Kepler-missionen, et exoplanet-jagtende NASA-teleskop, der blev lanceret i kredsløb i 2009. Oprindeligt, for at bekræfte programmets nøjagtighed, fodrede de det samme data fra 42.557 sollignende stjerner, der allerede var blevet undersøgt af andre astronomer, og det registrerede faktisk 603 kandidatplaneter, som alle allerede var fundet.
Når den analyserede dataene yderligere for at finde jordlignende planeter - ved hjælp af tidsperioden mellem dæmpninger til at indikere, hvor langt ud planeten kredser om stjernen, og graden af dæmpning til at indikere os, hvor meget af stjernen der er blokeret af planeten, og dermed eksoplanets størrelse — den fandt 10 potentielle exoplaneter, der er mellem en og to gange størrelsen på Jorden og kredsløb i det, der sandsynligvis er stjernens beboelige zone. Dette var også i overensstemmelse med tidligere fund, der viser, at programmet kunne nøjagtigt detektere planeter.
Men hvad forskerne virkelig ønskede at gøre, var at bestemme den generelle udbredelse af jordlignende exoplaneter. For at beregne dette antal måtte de først bestemme, hvor mange der ikke blev fundet i undersøgelsen. ”En måde at tænke på det er, at vi laver en folketælling af beboelige eksoplaneter, men ikke alle svarer på døren, ” forklarede Petigura.
En kunstners indtryk af planeten Kepler-78b, opdaget tidligere i denne uge, og dens værtstjerne. Kunst af Karen Teramura / UHIfA
Der er nogle få grunde til, at en planet muligvis ikke opdages. Hvis dens bane ikke tager den ind på et sted, der blokerer for lysstien mellem dens stjerne og vores teleskoper, ville vi ikke have nogen måde at se den på. Alternativt kan det med succes blokere stjernelys, men begivenheden kunne gå tabt midt i den naturlige variation i stjernens lysstyrke, når vi opfatter den på Jorden.
Begge disse muligheder, viser det sig, gør det uforholdsmæssigt svært at finde jordlignende exoplaneter. ”Planeter er lettere at opdage, hvis de er større og tættere på deres værtstjerner, ” sagde Howard. ”Det er således ikke tilfældigt, at varme Jupiters var de første planeter, der blev opdaget.” Simpelthen i kraft af fysik, er mindre, jordstørrede planeter, der måske går i bane lidt længere ude, mindre tilbøjelige til at passere direkte foran deres stjerner, fra vores perspektiv.
For at finde ud af, hvor mange jordlignende planeter vi sandsynligvis savner som et resultat, ændrede forskerne Kepler-dataene ved kunstigt at introducere 40.000 flere exoplaneter, der ligner Jorden - omtrent en pr. Stjerne - og derefter fodre de resulterende data tilbage i planteregistreringssoftwaren. Denne gang fandt den kun omkring en procent af de jordlignende planeter, der blev introduceret, fordi langt de fleste ikke forårsagede en detekterbar dæmpning af deres stjerne.
Det betyder, at 99 med 100 jordlignende med nuværende detektionsmetoder ikke kommer til døren, hvornår vi skal besvare vores interstellare folketælling. I betragtning af dette niveau af ufuldkommenhed beregnet forskerne, at langt flere sollignende stjerner er hjemsted for en potentielt beboelig, jordstørrelse exoplanet, end vi tidligere troede.
Det er vigtigt at bemærke, at dette er en teoretisk beregning: Forskerne opdagede faktisk ikke disse slags planeter, der kredsede om 22% af stjernerne. Men hvis de underliggende antagelser er nøjagtige, giver det håb for muligheden for, at vi finder flere potentielt beboelige planeter i fremtiden. Faktisk beregnet forskerne, at hvis udbredelsen af disse slags planeter er ensartet på tværs af galaksen, er oddsene for, at man kan findes fristende i nærheden - ca. 12 lysår væk fra Jorden.
Det er stadig ukendt, om disse planeter måske har de andre ingredienser, som vi mener er sandsynlige nødvendige for livet: en beskyttende atmosfære, tilstedeværelsen af vand og en stenet overflade. Men forskerne siger, at en ny nylig konstatering gør dem håbefulde, at nogle af dem har potentiale. Tidligere denne uge fandt forskere en stenet, jordstørrelse exoplanet ca. 700 lysår væk. Selvom denne planet bestemt er for varm til at huse livet, har den en densitet, der ligner Jordens - og antyder, at i det mindste nogle af de jordstørrede planeter, som vi hidtil ikke har fundet, har en geologisk sammensætning, der ligner vores egen planet.