Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.
Hvor viktig er det med flytende vann for at liv skal oppstå og trives? Spiller det en rolle hvorvidt planeten har en måne? Bildet er tatt 24. desember 1968 og viser jorden sett fra månen.(Foto: NASA / Unsplash)
Dette skal forskerne se etter når de leter etter planeter med liv
Forskerne skal lete etter beboelige planeter, men de understreker at det ikke er en exit-strategi:
– Det finnes ingen planet B. Om vi finner andre beboelige planeter, må vi understreke at vi ikke skal flytte dit.
Det sa leder for Senter for Planetær Beboelighet (PHAB) Trond Torsvik da senteret nylig ble åpnet. Han er professor ved Universitetet i Oslo.
Målet er derimot å forstå hvilke betingelser som gjør at liv kan oppstå og trives. Og kanskje også finne slike planeter.
Planeter som går i bane rundt andre stjerner enn vår egen, kalles for eksoplaneter. I dag er det oppdaget om lag 5.500 slike planeter. Den første eksoplaneten ble oppdaget av Didier Queloz og Michel Mayor i 1995. Det fikk de Nobelprisen for i 2019.Queloz var invitert til senterets åpning.
Dette skal de se etter
– Muligheten for liv på andre planeter har bergtatt menneskeheten lenge. Hvordan vi har kommet hit og hvorfor vi er her og er vi alene? Dette er spørsmål som vi forsøker å svare på, men vi fokuserer på hva som gjør en planet beboelig, sa professor Stephanie Werner i et foredrag på åpningen.
Når vi ser etter beboelighet er det i praksis flytende vann vi leter etter. Det er fordi vi for det meste er laget av vann.
Stephanie Werner
Når forskerneser etter beboelighet, er det spesielt en faktor som er viktig, fortalte Werner:
Hvorvidt det er flytende vann på en eksoplanet avhenger av temperaturen, som igjen er avhengig av flere ting: Avstand fra solen den kretser rundt, solens aktivitet og størrelse, atmosfære og aktivitet i eksoplanetens indre.
En av tingene som har vært studert, er den såkalte beboelige sonen. Dette er en gitt avstand til solen hvor det er behagelige forhold for liv.
– I dag befinner jorden seg i den beboelige sonen. Hva som er en beboelig sone, endrer seg med tiden. Tidligere var det Venus som var i den beboelige sonen. I fremtiden vil det være Mars. Vi vet at beboelighet er tidsavhengig. Derfor er det viktig å kunne si noe om planetens og solsystemets alder, forklarer Werner.
Professor Stephanie Werner under sitt foredrag da PHAB-senteret åpnet.(Foto: Elina Melteig)
Eksoplanetenes alder kan bli en nøtt, for planetene som skal undersøkes, er svært langt unna. I tillegg kan disse solsystemene være annerledes enn vårt. Derfor er det ikke like enkelt å sammenlikne prosessene som har dannet solsystemet.
Vi skal se på observasjoner av eksoplaneter og se på hva vi vet om planetevolusjon for å forstå hva slags atmosfære vi kan forvente. Deretter skal vi se på beboelighet av planeten. Hvordan gjør vi det? Vi trenger massen, radiusen og massefordelingen i planeten, oppsummerer Werner.
En beboelig planet bør ha en atmosfære
Atmosfæren rundt jorden i dag gjør at det er mulig å opprettholde liv her. Den holder på varmen ved hjelp av drivhusgasser og beskytter oss mot stråling.
I tillegg består atmosfæren vår av oksygen. Det er viktig for flercellede organismer. Uten oksygen ville vi kanskje fortsatt ha vært bakterier. Jordens atmosfære har likevel ikke alltid vært like gjestmild.
Werner forklarer at atmosfæren rundt Venus, jorden og Mars var ganske like da planetene ble dannet.
– Den første atmosfæren under planetformasjonen kan ha vært ganske lik sammensetningen på solen, altså bestående av hydrogen og helium. Denne atmosfæren forsvant ganske raskt. Den neste bestod av gasser fra vulkaner og magmahav. Det gav en atmosfære bestående av CO2, for det meste. Etter at det dukket opp cyanobakterier som oppfant fotosyntese, ble det gradvis mer oksygen i atmosfæren på jorden, forklarer Werner.
Annonse
I tillegg kan planeter som er for varme eller for kalde, ha atmosfærer som «fordamper» eller «fryser»:
– Når vi ser på mange av planetene som vi tror er for varme, ville vi ikke forvente å se atmosfærer. Så har vi noen planeter som er så kalde at atmosfæren bør være kondensert på overflaten, sier Werner.
Når forskerne skal forstå planeten, er det viktig å forstå hva slags atmosfære som omslutter den og hvilke ting som påvirker atmosfæren.
På jorden er det livet selv som har sørget for at det er oksygen i atmosfæren, men det er andre gasser som også kan være tegn til liv. Et av dem er molekylet fosfin.
Det er ikke bare oksygen og vann som er tegn til liv
Det er funnet fosfin i atmosfæren på Venus, og det ble spekulert i om det kunne bety at det er eller har vært liv der. På jorden blir fosfin produsert av levende organismer, men det viste seg at forholdene på Venus er så annerledes at det er mulig for fosfin å oppstå uten liv også.
Werner forteller at slike oppdagelser gjerne gir opphav til store overskrifter uten at det nødvendigvis er grunn til det:
– Vi har en eksoplanet med atmosfære som vi kan observere. Den kalles K2-18 B. Den ble observert av Hubble-teleskopet. Da var overskriften at dette kunne være en superjord som var beboelig. Noen år senere ble planeten observert med James Webb Space teleskop med andre instrumenter. Nå tror vi at dette neppe er en superjord, men en hyceanplanet, sier Werner.
At en planet betegnes som en hyceanplanet, betyr at den har en atmosfære som inneholder hydrogen og at det potensielt er flytende vann der.
Kan magnetfeltet vårt være grunnlaget for liv på jorden?
Det har lenge vært en antagelse at flytende vann og atmosfære er en forutsetning for liv. Det er kanskje mindre kjent at magnetfeltet kan ha bidratt til at jorden er en beboelig planet.
Det er i alle fall et av spørsmålene forskerne har stilt seg: Hvilken rolle spiller magnetfeltet? Hvilken rolle har månen? Og hvilken rolle har jordens platetektonikk?
Annonse
Det er antatt at alle disse faktorene påvirker livet på jorden, men det er ukjent hvor mye, og hvilke av faktorene som er avgjørende. Derfor skal forskerne undersøke hvordan biomangfoldet på jorden har blitt påvirket de siste 750 millioner årene.
– I denne perioden har jorden gjennomgått drastiske endringer i klima. Jorden har for eksempel vært en snøball. Derfor lurer vi på hvordan disse endringene har påvirket det biologiske mangfoldet, forklarer Werner.
En av måtene å undersøke hvilke faktorer som spiller hvilke roller, er å sammenlikne med andre planeter. Mars har nemlig en del fellestrekk med jorden:
– Mars har spor etter flytende vann fordi vi har sett leiremineraler og elvedeltaer. Vi har også sett at mars har hatt et magnetfelt. Vi vet ikke hva som har skjedd, men magnetfeltet forsvant. Da forsvant også atmosfæren. Mars kan ha hatt et miljø som kan ha vært egnet for liv, men likevel har endt opp med å bli en isørken, forklarer Werner.
Hvordan se en planet?
I tillegg til å forstå hvordan planeter oppstår og utvikler seg, er noe av problemet å finne dem.
Noen planeter er det mulig å se direkte, men da må de være svært store og ha perfekt vinkel til teleskopet.
I tillegg kan planeter ses når de passerer foran solen sin, men da må de også ha rett vinkel til teleskopet – og dette skjer ikke så ofte. For å illustrere dette tok Werner med et bilde av Venus:
– Dette er Venus foran vår sol i 2012. Neste gang vi kan se det fra jorden, er i 2117, så dette er veldig sjeldne begivenheter. Vi må se det fra den riktige vinkelen for å se det, forklarer hun.
Det er mulig at det er mange planeter der ute, men det er ikke sikkert at vi kan se dem.
Den vanligste måtene å se planeter på er å måle endringer i stjernens hastighet og endringer i lyset som sendes fra stjernen. Både stjernens bevegelser og endringer i lyset kan skyldes planeter.
At det er mange ting som skal klaffe for å se en planet, kan være forklaringen på at den første eksoplaneten først ble bekreftet for om lag 30 år siden. Nobelpris-vinner Didier Queloz forklarer funnet slik:
Annonse
– Vi brukte en teknikk som egentlig ikke skulle virke, men som viste seg å virke overraskende godt fordi det er så mange planeter, sa han.
Han forklarer videre at det som er enda mer fascinerende, er at det ikke finnes noen planet som likner på jorden, med samme plassering som jorden.
– Det er én god grunn til det: Det er at teknikken vi bruker, ikke kan se slike planeter.
Forskningen er delt i tre hoved-kategorier
1: Den tidlige jorden og hvordan planeter dannes og utvikler seg. Dette er viktig fordi planetens alder har mye å si for «når» det kan ha være, eller har vært, liv der.
2: Den moderne jorden: Den moderne jorden er de siste 750 millioner år. Her skal forskerne undersøke hvordan jordens klima og betingelser har påvirket biomangfoldet. For å forstå hva som påvirker liv, må vi forstå hva som påvirker livet på vår egen planet også.
3: Ekso-jordkloder: Av de eksoplanetene som er funnet, er om lag fem prosent jord-liknende. Derfor skal senteret undersøke hvorvidt disse også har en oksygenrik atmosfære, et ozonlag, og lave nivåer av karbondioksid CO2.
