Planetsystemer – definition, exoplaneter og beboelige zoner

Opdag planetsystemer, exoplaneter og beboelige zoner — alt om opdagelser, potentiale for liv og de nyeste fund i universet.

Planetsystem er den generelle betegnelse for en stjerne med planeter og andre objekter i kredsløb omkring den. Solsystemet er et af disse. Det er nu klart, at mange andre stjerner har planetsystemer.

Hvor mange planetsystemer kender vi til?

I det 21. århundrede har vi fundet tusindvis af exoplaneter rundt om stjerner i vores galakse. Mange stjerner har ét eller flere faste følgesvende, og et stort antal kandidater venter stadig på bekræftelse. Opdagelserne viser, at planetsystemer er almindelige; variationen i størrelse, sammensætning og arkitektur er stor.

Eksempler på nærliggende systemer

Der findes flere nærliggende stjerner med kendte eller foreslåede planeter. Proxima Centauri (en del af Alpha Centauri-systemet) er den nærmeste stjerne med en bekræftet exoplanet (Proxima b) på cirka 4,24 lysår. Alpha Centauri har længe været et mål for søgninger efter jordlignende planeter, og der har været både påstande og debat om mulige fund i dette system.

Andre nærliggende systemer, som ofte nævnes i litteraturen, er for eksempel Gliese 876 (et multiplanetsystem) og Gliese 832 — begge har planeter, der er blevet bekræftet gennem observationer.

Hvad består et planetsystem af?

• Primærstjerne — den centrale stjerne, som alting kredser omkring.
• Planeter — store, selvstændige objekter i stabile baner (klippeplaneter, gasgiganter, isplaneter).
• Dværgplaneter, asteroider og kometer — mindre legemer i forskellige bælter eller skyer.
• Støv og gas — restmateriale fra dannelsen, kan danne skiver og påvirke planetsystemets udvikling.
• Circumbinære planeter — planeter, der kredser om to stjerner (fundet i flere systemer).

Hvordan opdager vi exoplaneter?

Der er flere velafprøvede metoder til at finde planeter omkring andre stjerner. De vigtigste er:

• Transitmetoden — måling af svage fald i stjernens lys, når en planet passerer foran den (bruges af fx Kepler og TESS).
• Radialhastighed — måling af stjernens bevægelse frem og tilbage på grund af planetens tyngdekraft (dopplereffekt).
• Direkte billeddannelse — tage billeder af planeter ved at blokere stjernens lys (svært, men muligt for store/gule/gasplaneter langt ude).
• Gravitationsmikrolensing — udnytter tyngdekraftens bøjningsvirkning ved en forgrundsstjerne for at afsløre fjernere planeter.
• Astrometri — meget præcis måling af stjernens position på himlen for at opdage små afvigelser forårsaget af kredsende planeter.

Arkitektur og dynamik

Planetsystemers opbygning kan variere meget. Nogle systemer har flere tætliggende planeter i kompakte konfigurationer, andre har store gasgiganter på excentriske baner. Vigtige processer, der former systemet, inkluderer:

• Planetskive-dannelse — planeter dannes i protoplanetariske skiver af gas og støv.
• Planetmigration — især for store planeter kan interaktion med skiven ændre deres bane markant efter dannelsen.
• Orbital resonans — planeter kan indgå i periodiske baneforhold (fx 2:1), som påvirker stabilitet og udvikling.

Beboelige zoner og astrobiologi

Af særlig interesse for astrobiologien er den beboelige zone i planetsystemer. Dette er ofte defineret som det område omkring en stjerne, hvor en jordlignende planet med passende atmosfære kan have flydende vand på overfladen. Nogle vigtige pointer:

• Afhænger af stjernetypen: En varm, massiv stjerne har en beboelig zone langt ude; en kølig dværgstjerne har beboelig zone tættere på.
• Atmosfæreens rolle: Planetens atmosfære (tryk, sammensætning) bestemmer reelt temperatur og potentiale for flydende vand.
• Tidal låsning og stjernestråling: Planeter tæt på små stjerner kan blive tidevandslåste og blive udsat for kraftig stråling, hvilket påvirker beboeligheden.
• Konservative vs. optimistiske zoner: Nogle definitioner er snævrere (kun sikre betingelser), andre mere vidtfavnende (inkluderer ekstreme scenarier eller underjordisk vand).

Selvom en planet ligger i den beboelige zone, er det ikke ensbetydende med, at den er beboelig — geologi, magnetfelt, atmosfærekemi og historiske begivenheder spiller også en stor rolle.

Hvorfor undersøger vi planetsystemer?

Studier af planetsystemer hjælper os med at forstå, hvordan vores eget Solsystemet er blevet til, hvilke betingelser der kan føre til liv, og hvor almindeligt liv kunne være i Universet. Ved at kombinere observationsdata med modeller kan forskere kortlægge planetdannelse, migration og potentielle beboelige verdener.

Fremtidige udsigter

Med nye teleskoper og missioner bliver det muligt at karakterisere exoplaneter bedre — herunder atmosfæreoplysninger og eventuelle biosignaturer. Både rumteleskoper og kommende kæmpeteleskoper på Jorden vil revolutionere vores forståelse af planetsystemer i de kommende årtier.

Afslutningsvis: planetsystemer er almindelige og meget forskellige. Før vi kan svare på, hvor unikt livet på Jorden er, må vi fortsætte med at finde, karakterisere og forstå disse fjerne systemer.

Multiplanetariske systemer

Multiplanetariske systemer er stjerner med mindst to bekræftede planeter, som ligger uden for vores solsystem.

Ud af de i alt 1116 stjerner, som man ved har exoplaneter (i juni 2014 var der i alt 461 kendte multiplanetariske systemer. Omkring 280 af disse har kun to bekræftede exoplaneter, men nogle har flere. Stjernen med flest bekræftede planeter er vores Sol med 8 bekræftede planeter, mens stjernerne med flest bekræftede exoplaneter er Kepler-90 og HD 10180 med hver 7 bekræftede planeter; i 2012 er der blevet foreslået yderligere to exoplanetkandidater for HD 10180, hvilket ville bringe det samlede antal op på 9 exoplaneter i dette system.

Gliese 876, med 4 bekræftede exoplaneter, er det nærmeste multiplanetariske system 15 lysår fra vores solsystem. Der kendes i alt 12 systemer, der er tættere end 50 lysår væk, men de fleste er meget længere væk. Det fjerneste bekræftede multiplanetariske system er OGLE-2012-BLG-0026L, der er 13300 ly væk.

De to vigtigste stjernegenskaber er masse og metallicitet, fordi det er afgørende for, hvordan disse planetsystemer dannes. De med højere masse og metallicitet har tendens til at have flere planeter og mere massive planeter.

 
Multiplanetariske systemer organiseret efter værtsstjernens spektraltype.  


Antal opdagelser af ekstrasolære planeter pr. år indtil februar 2014. Farverne angiver metoden for opdagelse.   radialhastighed   transit   timing   direkte detektion   mikrolensing  

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er et planetsystem?

Spørgsmål: Hvor mange exoplaneter er der indtil videre blevet opdaget?

Spørgsmål: Hvad er det nærmeste bekræftede planetsystem i forhold til Jorden?

Spørgsmål: Hvad er det nærmeste ubekræftede planetsystem i forhold til Jorden?

Spørgsmål: Hvad er det nærmeste multiplanetsystem til Jorden?

Spørgsmål: Hvilken region har størst potentiale for udvikling af udenjordisk liv?

Søg efter bogstav