Kepler nærstuderer fjern exoplanet

Ved hjælp af det nye superavancerede rumteleskop Kepler er det lykkedes NASA i samarbejde med danske astronomer at nærstudere kæmpeplaneten HAT-P-7b. Den kredser om stjernen GSC 03547-01402 i stjernebilledet Svanen ca. 1.000 lysår herfra.

Planeten blev opdaget af jordbaserede teleskoper tilbage i 2008. Takket være Kepler kan astronomerne nu se, hvad der foregår i planetens glohede atmosfære, hvor temperaturen snildt kan snige sig op over 2500 grader celsius. Derudover er det lykkedes astronomerne at bruge Kepler til at kortlægge planetens bane omkring sin moderstjerne.

Kepler blev skudt ud i verdensrummet i marts måned, og skal observere mere end 100.000 stjerner i Mælkevejen over en periode på tre et halvt år. Visionen er, at den skal opspore planeter på størrelse med Jorden i den såkaldte beboelige zone omkring andre stjerner, hvor temperaturen er høj nok til at vand kan være flydende så betingelserne for liv er til stede.

For at kunne finde jordlignende planeter, medbringer Kepler lysmålende instrumenter, der er mindst 100 gange mere præcise end de tilsvarende jordbaserede detektorer. Ifølge forskernes beregninger burde det være nok til at kunne opdage så små planeter, og det bekræftes nu af de nye observationer.

»Med de nye målinger af HAT-P-7b har vi vist, at vi kan måle til den nøjagtighed vi har brug for, for at kunne finde jordlignende planeter. Kepler kan altså det, som den skal, hvilket vi selvfølgelig er glade for og lettede over,« siger lektor i astrofysik Hans Kjeldsen fra Institut for Fysik & Astronomi på Aarhus Universitet, der er med i projektet.

Planet skygger for stjernen - og omvendt

Kepler skal opspore jordlignende planeter ved at overvåge variationer i lyset fra stjerner. Når en planet kredser om en stjerne, vil den på et tidspunkt glide ind foran den og afskærme for en del af stjernelyset. Det giver et dyk i stjernens lysstyrke. Visionen er, at Kepler netop skal finde de små dyk i lysstyrken, som jordlignende planeter skaber.

HAT-P-7b er imidlertid på størrelse med Jupiter og er dermed ikke nogen jordlignende planet. Alligevel er det lykkedes forskerne at bruge de nye observationer af planeten til at demonstrere Keplers evner.

De nye data viser hvad der sker i det øjeblik HAT-P-7b glider ind bag ved stjernen, så man ikke kan se det lys, som planeten selv udsender. Dette medfører en nedgang i den totale lysmængde fra stjerne og planet, hvilket Kepler kan registrere. Lektor Hans Kjeldsen fortæller:

»Når planeten HAT-P-7b glider ind bag ved sin moderstjerne, dykker stjernens lysstyrke stort set lige så meget, som hvis det var en planet på størrelse med Jorden, der gled ind foran stjernen. Det dyk i lysstyrken, som vi ser, har altså samme størrelse, som dem, Kepler skal finde for de jordlignende planeter.«

Takket være Kepler kan astronomerne altså se effekter på lysstyrken, som de hidtil kun har drømt om at få lov at se. Det demonstrerer hvor uhyre præcist, Kepler kan måle.

Klæder planeterne af

Som en ekstra bonus har Keplers observationer givet forskerne et stærkt værktøj til at studere, hvad der foregår på exoplaneterne.

»Vi kan se, at planeten er mørk, dvs. at den reflekterer meget lidt lys fra sin overflade. Dens farve sladrer om, hvor høj temperaturen er, og denne atmosfære er tydeligvis opbygget på en måde, der gør, at den ophober store mængder varme,« siger han.

Kepler har givet os en dyb viden og afsløret effekter, som vi hidtil kun har drømt om at få lov at se.

lektor Hans Kjeldsen

Kepler har afsløret skyer i atmosfæren, som hovedsageligt består af titaniumoxid og ikke af vanddamp, som vi kender dem fra Jorden. Målingerne er så detaljerede, at de giver forskerne et indtryk af, hvor stort planetens skydække er.

Sidst men ikke mindst kan astronomerne se, at planeten kredser omkring stjernen og udviser faser, præcist som Månen, altså hvordan den bevæger sig fra at være en 'fuldplanet' over 'halvplanet' til 'nyplanet'.

Samtidigt viser målingerne, at det er varmere på planetens dagside end på dens natteside. Det viser, at vindene på planetens overflade ikke er i stand til at flytte tilstrækkeligt meget varme fra den ene til den anden side til at udligne temperaturforskellene. Det bliver altså koldere om natten, nøjagtigt som vi kender det fra planeterne i vores eget solsystem.

»Vi har ikke bare set planetens dagsside, men også dens natteside, når den glider ind foran stjernen. Kepler har gjort os i stand til at se detaljer på planetens overflade, som vi kan sammenligne med vores forestillinger om, hvordan den ser ud. Det giver os en fantastisk chance for at teste vores forestillinger og teorier,« siger Hans Kjeldsen.