Planetene i vårt solsystem er langt fra alene i Melkeveien.
Det er 100 milliarder stjerner i vår galakse, og studier har vist at det antagelig er enda flere planeter, ifølge NASA.
Over 5.700 planeter er oppdaget, og flere tusen kandidater venter på bekreftelse.
Hva slags planeter finnes det der ute, og er vårt solsystem typisk?
Zombie-system
– Forskning på eksoplaneter er et nokså ungt felt i astronomi, sier Stephanie Werner, professor ved Universitetet i Oslo og forsker ved Senter for planetær beboelighet.
Det første planetsystemet som ble oppdaget, var langt fra likt vårt eget. Det var mer som et zombie-solsystem.
Tre planeter ble funnet i bane rundt en pulsar, en død stjerne.
Pulsarer er svært tette, spinner i ekstrem fart og sender ut stråling fra polene.
Planetene kan være laget av sine døde brødre og søstre – som ble smadret da stjernen eksploderte.
Verdenene kalles passende nok Draugr, Poltergeist og Phobetor, og de ble oppdaget i 1992 og 1994.
Med det var feltet for forskning på eksoplaneter åpnet.
Kjemper på feil plass
Året etter ble det oppdaget en planet som gikk rundt en vanlig stjerne.
51 Pegasi b var langt fra en innbydende, ny verden.
Mens vårt solsystem er pent ordnet med fire mindre steinplaneter innerst og større gassplaneter langt ute, kom 51 Pegasi b og krøllet til ting.
This artist’s view shows the hot Jupiter exoplanet 51 Pegasi b, sometimes referred to as Bellerophon, which orbits a star about 50 light-years from Earth in the northern constellation of Pegasus (The Winged Horse). This was the first exoplanet around a normal star to be found in 1995. Twenty years later this object was also the first exoplanet to be be directly detected spectroscopically in visible light.
Planeten går i bane rundt en stjerne av samme type som vår egen sol.
Men den er gigantisk, større enn Jupiter, og fyker rundt svært tett på stjernen.
Ett år på denne planeten varer bare i fire dager, og temperaturen er 1.200 grader.
Denne typen planeter kalles hot Jupiters: Jupiter-store planeter på kloss hold rundt stjernen sin. På 1990-tallet ble det funnet flere av dem.
– Hot Jupiters utfordret sterkt modellene man hadde for utviklingen av solsystemet, sier Stephanie Werner ved Universitetet i Oslo.
Store gassplaneter skulle ha blitt dannet langt unna stjernen, så hvordan har planetene havnet så langt inn?
– Dette har endret modellene for planet-formasjon.
Var lettest å oppdage
Annonse
I begynnelsen var de fleste planetene som ble funnet, stort sett slike digre, hissige planeter som farter rundt stjernen sin i løpet av noen få dager.
Heldigvis er ikke dette alt Melkeveien har å by på.
Grunnen til at man fant så mange av de varme Jupiter-planetene, var metoden som ble brukt i planetjakten.
Radialhastighets-metoden baserer seg på å se om stjerner vingler litt i sin posisjon.
Stjernen påvirkes av tyngdekraften til en planet. Det gjør at den vingler litt.
Store planeter tett på en stjerne skaper mer og hurtigere vingling. De er dermed lettest å oppdage.
Ut over 2000-tallet tok forskere i bruk en annen metode for å finne eksoplaneter.
Nye overraskelser var i vente.
En ny type planet
Det var ikke bare hot Jupiters som ble funnet, men også Jupiter-planeter lenger unna og planeter på størrelse med Neptun eller mindre, forteller Stephanie Werner.
A Mini-Neptune (sometimes known as a gas dwarf or transitional planet) is a planet less massive than Neptune but resembling Neptune in that it has a thick hydrogen–helium atmosphere, probably with deep layers of ice, rock or liquid oceans (made of water, ammonia, a mixture of both, or heavier volatiles).A gas dwarf is a gas planet with a rocky core that has accumulated a thick envelope of hydrogen, helium, and other volatiles, having, as a result, a total radius between 1.7 and 3.9 Earth radii. The term is used in a three-tier, metallicity-based classification regime for short-period exoplanets, which also includes the rocky, terrestrial-like planets with less than 1.7 RE and planets greater than 3.9 RE, namely ice giants and gas giants.Theoretical studies of such planets are loosely based on knowledge about Uranus and Neptune. Without a thick atmosphere, it would be classified as an ocean planet instead. An estimated dividing line between a rocky planet and a gaseous planet is around 1.6–2.0 Earth radii. Planets with larger radii and measured masses are mostly low-density and require an extended atmosphere to simultaneously explain their masses and radii, and observations show that planets larger than approximately 1.6 Earth-radius (and more massive than approximately 6 Earth-masses) contain significant amounts of volatiles or H–He gas, likely acquired during formation. Such planets appear to have a diversity of compositions that is not well-explained by a single mass–radius relation as that found for denser, rocky planets.The lower limit for mass can vary widely for different planets depending on their compositions; the dividing mass can vary from as low as one to as high as 20 ME. Smaller gas planets and planets closer to their star will lose atmospheric mass more quickly via hydrodynamic escape than larger planets and planets farther out. A low-mass gas planet can still have a radius resembling that of a gas giant if it has the right temperature.Pablo Carlos Budassi
Så ble en ny kategori av planeter oppdaget.
I størrelse er de mellom Neptun og jorden.
Nå er denne typen planeter en av dem det er funnet flest av. Men de finnes ikke i vårt solsystem, sier Werner.
De nye planetene ble kalt superjorder, eller mini-Neptuner.
Metoden som ble tatt i bruk, transitt-metoden, går ut på se om lyset fra en stjerne plutselig blir dimmet. En planet som passerer foran en stjerne, blokkerer nemlig noe av lyset.
Annonse
Hvis det skjer på samme vis flere ganger med samme tidsmellomrom, er det mest sannsynlig en planet der.
Men hvordan ser en superjord eller en mini-Neptun ut? Og er de i det hele tatt samme type planet?
Noen er kompakte, andre ulne
Kanskje er de samme type planet, men noen har vokst seg større med mer atmosfære.
Ved å undersøke dem både med vingle- og dimmemetoden, kan forskerne beregne hvor tette planetene er.
Noen ser ut til å være kompakte og steinete, mens andre er ulne med mer gass.
– Vi ser en diversitet, og de er underlige sammenlignet med hva vi kjenner fra solsystemet, sier Werner.
Få av dem ser ut til å være forvokste jordkloder.
– Vi har mange flere som er Neptun-aktige eller litt tyngre.
En del er en slags mellomting mellom steinete og isete.
– En av antagelsene er at de har mye av enten vann eller gass, atmosfæren er ganske sammentrykket, og de er ikke fullt ut av is eller gass. Vi skjønner ikke helt hva dette midt-i-mellom er. Trolig er det noe jordlignende i midten, med en merkelig atmosfære rundt.
Et forslag er at noen av disse planetene består av mye vann, kanskje til og med verdensomspennende hav.
Kepler-22b er en superjord og beskrives som en potensiell vann-verden.
Et forslag er at de mindre superjordene egentlig var Neptun-type planeter som fløy for nært solen.
Annonse
Kanskje fikk de grillet vekk atmosfæren sin, og bare en mystisk, steinete kjerne er igjen.
Forskere har nemlig funnet få varme Neptun-planeter, altså Neptun-planeter tett på stjernen sin, ifølge NASA.
– Dette er en av ideene om hvordan superjorder ble dannet, men vi vet egentlig ikke, sier Werner.
Fra jordlignende til totalt fremmed
Bare rundt fire prosent av planetene som er funnet, er såkalte steinplaneter. Dette er mindre planeter på størrelse med jorden, Mars eller Merkur.
Vi kan bare spekulere på hvordan det ser ut der.
NASA/JPL-Caltech/T. Pyle
På Kepler-186f ligger er det kanskje varmt nok til at kan være vann.
Den er omtrent like stor som jorden og bruker 130 dager på en runde rundt stjernen sin.
Andre planeter ser helt annerledes ut enn det vi kjenner.
I jungelen finner vi planeter med to soler. På Kepler-16b er det to solnedganger istedenfor en.
Den varme Jupiter-planeten TrES-2b er kjent som den mørkeste av dem alle og reflekterer mindre lys enn kull.
A hycean planet is a hypothetical type of planet, described as a hot, water-covered planet with a hydrogen atmosphere. The presence of extraterrestrial liquid water makes Hycean planets promising candidates for planetary habitability. According to researchers, density data imply that both rocky Super-Earths and Sub-Neptunes can fit this type, and it is thus expected that they will be common exoplanets. Currently there are no confirmed hycean planets, but the Kepler mission detected many candidates.Hycean planets could be considerably larger than what habitable planets were previously thought to be, with radii reaching 2.6 R⊕ (2.3 R⊕) and masses of 10 M⊕ (5 M⊕). Moreover, the habitable zone of such planets could be considerably larger than that of Earth-like planets. The planetary equilibrium temperature can reach 500 K (227 °C; 440 °F) at late M-dwarfs.There could also exist tidally locked 'Dark Hycean' planets (habitable only on the side of permanent night) or 'Cold Hycean' planets (with negligible irradiation). Hycean worlds could be soon investigated for biosignatures by terrestrial telescopes and space telescopes like the James Webb Space Telescope.The term "Hycean planet" was coined in 2021 by a team of exoplanet researchers at the University of Cambridge, as a portmanteau of "hydrogen" and "ocean", used to describe planets that are thought to have large oceans and hydrogen-rich atmospheres. Hycean planets are thought to be common around red dwarf stars, and are considered to be a promising place to search for life beyond Earth. Although the presence of water may help them be habitable planets, their habitability may be limited by a possible runaway greenhouse effect. Hydrogen reacts differently to starlight's wavelengths than do heavier gases like nitrogen and oxygen. If the planet orbits the star at one Astronomical unit (AU), the temperature would be so high that the oceans would boil and water would become vapor. Current calculations locatPablo Carlos Budassi
Forskere tror det kan finnes superjorder med hydrogenatmosfære og store, levelige hav. Dette kalles hycean-planeter.
Som forsker på eksoplaneter har Stephanie Werner lært seg å forvente det uventede.
– Hvis du har solsystemet i tankene, ser nesten hver planet eller planetsystem annerledes ut.
– Det er mer overraskende å finne noe du kjenner til fra før, enn noe nytt.
Det er også stor variasjon i hvordan planetene er ordnet i sitt system.
Annonse
Det er funnet mange systemer der planetene, store som små, er presset inn i baner tett på stjernen sin.
– Mange av systemene vi oppdager, er klemt inn innenfor Merkurs bane og har disse mellomstore planetene som vi ikke har i solsystemet. Disse systemene ser veldig forskjellige ut fra vårt og er i den forstand veldig eksotiske, sier Werner.
Fire mini-Neptuner bruker under 20 dager rundt stjernen i dette systemet.(Illustrasjon: W.Rebel/ Wikimedia Commons)
Stjernen Kepler 223, for eksempel, er større enn vår sol og har fire mini-Neptuner tett på. Den ytterste planeten bruker bare 20 dager på en runde.
Det er også funnet noen systemer med planeter veldig langt unna stjernen.
Hos ROXs 42 B er det funnet en planet som er ni ganger så tung som Jupiter.
Den bruker nesten 2.000 år på en runde rundt stjernen sin. Til sammenligning bruker Jupiter 12 år på en runde rundt solen.
Er vårt solsystem typisk?
Er planetsystemer som ligner vårt solsystem, vanlig?
Foreløpig vet man ikke, forteller Werner. Måten eksoplaneter oppdages på, gjør det lettere å finne planeter som kretser rundt tett på stjernen sin og de som er store.
For å finne planeter med en like lang omløpsbane som jorden med transitt-metoden, må samme stjerne observeres i to -tre år for å registrere to til tre passeringer.
– Med det nye Plato-oppdraget, som vil se på himmelen mye lenger enn tidligere oppdrag, så håper vi å finne objekter som er lenger unna. Det betyr at vi får mer utvidede systemer, opp til jordbaner.
Plato skal sendes opp i 2026. I teorien bør solsystemer som vårt eget også være vanlige, sier Werner.
Kepler-90 er et planetsystem med samme antall planeter som i solsystemet.
Planetene er også ordnet på en lignende måte, med flere potensielt steinete planeter innerst og gassplaneter ytterst.
Systemet er imidlertid mer sammentrykt enn i vårt. Den ytterste gassplaneten bruker omtrent ett år rundt stjernen.
Kepler-90 sammenlignet med solsystemet.(Illustrasjon: NASA/Ames Research Center/Wendy Stenzel)
Flest mindre stjerner
Solen er en nokså stor og lyssterk G-type stjerne. Denne typen stjerner utgjør seks prosent av stjernene i Melkeveien.
Kaldere og mindre stjerner er langt vanligere, K-dverger utgjør 13 prosent, og M-type stjerner eller røde dverger utgjør 73 prosent, ifølge Hubblesite.
Kan liv eksistere rundt den vanligste stjernetypen i Melkeveien?
Dette er et hett tema, sier Werner.
Den beboelige sonen, der det kan være varmt nok for flytende vann, befinner seg nokså nært en rød dvergstjerne.
Dette gjør at planeter i denne sonen ofte kan ha bunden rotasjon til stjernen, de vender samme side mot lyset hele tiden, som månen.
Planetene vil også være utsatt for den hissige aktiviteten til røde dvergstjerner. De ser ut til å ha hyppige utbrudd, spesielt når de er unge, noe som kan tære på atmosfæren til planetene.
– Et av de store aspektene i forskningen er hvordan oppførselen til stjerner påvirker beboelighet, sier Werner.
Det er åtte steinete verdener i Trappist-1 systemet.(Illustrasjon: NASA/JPL-Caltech)
Trappist-1 er et spennende planetsystem for forskerne, med en rød dvergstjerne i midten og sju steinete planeter tett på.
– Flere av disse planetene er i den beboelige sonen, men det ser ikke ut som at de har riktig atmosfære.
Vår nærmeste stjerne utenom Solen, Proxima Centauri, er også en rød dverg med tre planeter.
Så er spørsmålet om noen av planetene som er oppdaget, har en atmosfære som kan tillate liv, eller til og med har indikasjoner på liv.
