Mælkevejens historie afsløres: Danske forskere bestemmer alderen på fjerne planeter

I de senere år har astronomer opdaget hundredvis af nye planeter fra fjerne egne af vores galakse Mælkevejen.

Vores viden om de fleste nye planeter er imidlertid stadig sparsom, men nu har danske forskere boret i planeternes fortid og fundet frem til alderen på en lang række af de såkaldte exoplaneter (se faktaboks).

»Det er første gang, man har bestemt alderen på så stor en gruppe planeter. Hidtil har man kun målt den præcise alder på en lille håndfuld exoplaneter, men nu har vi gjort det på 33 stjerner og deres planeter. Nogle af dem er meget ældre end Solen - andre er yngre. Det er alt sammen med til at fortælle os, at planeter er blevet skabt gennem hele galaksens historie,« fortæller Victor Silva Aguirre, som er adjunkt ved Stellar Astrophysics Centre på Aarhus Universitet.

Han har stået i spidsen for den nye undersøgelse, som snart vil blive publiceret i det videnskabelige tidsskrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Forsker: Fantastisk arbejde

På Københavns Universitet er lektor Uffe Gråe Jørgensen begejstret for den nye undersøgelse.

»Deres arbejde er fantastisk, fordi det giver os et fundamentalt indblik i historien og i, hvordan vores eget solsystem har udviklet sig i forhold til andre solsystemer. De har målt alderen på planeterne med den bedst mulige metode,« fortæller lektor Uffe Gråe Jørgensen, som forsker i planeter, men ikke har været en del af den nye undersøgelse.

Han påpeger, at undersøgelsen også giver et indblik i størrelsen på de stjerner, exoplaneterne kredser omkring.

»De har bestemt radius, tæthed og alder på planeternes stjerner. Det er helt fundamentalt for at forstå de enkelte stjerner og planeter,« siger Uffe Gråe Jørgensen fra Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

Giver fingerpeg om planetens potentiale for liv

Ifølge Victor Silva Aguirre kan den nye undersøgelse også give et indblik i, om der potentielt set kunne eksistere liv på planeterne.

»Når man søger efter liv i rummet, kigger man efter planeter, som minder om Jorden. Derfor er man blandt andet nødt til at vide, hvor gammel en planet er. Vi ved, at Jorden blev skabt for cirka 4,5 milliarder år siden, men livet opstod først senere,« siger Victor Silva Aguirre.

Han påpeger, at nogle af de 33 stjerner, som er kortlagt i den nye undersøgelse, har mere end én planet til at kredse omkring sig - og dermed indgår der i alt 56 exoplaneter i undersøgelsen. Nogle af planetene er kun halvt så gamle som Jorden, mens andre er op til 2,5 gange ældre.

»Vi finder stjerner og planeter i alle aldre. Vi kan se, at der er stor forskel på alderen blandt planeterne,« siger Victor Silva Aguirre.

Når det gælder størrelsen på planeterne, har tidligere forskning vist, at nogle af de 56 exoplaneter er mindre end Jorden, mens andre er op til 10 gange så store som Jorden.

Bygger på data fra Kepler

Den nye undersøgelse bygger på data, der er indsamlet med teleskopet Kepler, som flyver rundt ude i rummet.

Kepler kan ikke direkte se exoplaneter – modsat stjernerne, lyser planeterne ikke op i rummet. Derfor kan forskerne kun opdage planeterne, fordi de kredser rundt om deres stjerne, og når en planet suser ind foran sin moderstjerne, skygger den for lyset, som stjernen udsender.

Men når man ikke engang kan se planeterne direkte, hvordan kan det så lade sig gøre at måle deres størrelse og alder?

Victor Silva Aguirre forklarer, at den nye undersøgelse gør brug af en metode, som kaldes astroseismologi.

Kigger på stjerneskælv

Astroseismologi går ud på at studere stjerners rystelser – såkaldte stjerneskælv, som minder om de jordskælv, vi kender fra Jorden.

»Rumteleskoper som Kepler kan måle disse stjerneskælv, fordi lyset fra stjernen ændrer sig, når stjernens overflade bevæger sig frem og tilbage,« forklarer Victor Silva Aguirre.

Ved at måle på lyset, som stjernen udsender, kan forskerne altså få viden om rystelser på stjernens overflade – og den viden kan de omsætte til viden om stjernens alder.

Victor Silva Aguirre forklarer, at når først man har fundet alderen på en stjerne, kender man også alderen på de planeter, som kredser rundt om den.

»Man regner med, at planeter har samme alder som de stjerner, de kredser rundt om. Jorden har for eksempel den samme alder som sin stjerne Solen, fordi de blev skabt af den samme sky af gas,« fortæller Victor Silva Aguirre.

Derfor sladrer stjerneskælv om alderen

Årsagen til, at en stjernes rystelser sladrer om dens alder, er, at der hele tiden foregår fusionsprocesser inde i stjerner.

Her bliver hydrogen omdannet til helium, og derfor gælder det, at jo ældre en stjerne er, des mere helium indeholder den.

Og den kemiske opbygning af en stjerne vil bestemme, hvordan stjernens overflade ryster. Med andre ord sladrer et stjerneskælv om stjernens kemiske sammensætning – og dermed også om dens alder, lyder filosofien bag astroseismologien.

»Forskerne i Aarhus er de førende i verden til at bestemme stjerners alder ved hjælp af astroseismologi – altså stjernesvingninger. Og det er den mest præcise metode, vi har, til at bestemme alderen på de enkelte stjerner,« siger Uffe Gråe Jørgensen fra Københavns Universitet.

Langt større præcision i målinger end andre metoder

Samme melding kommer fra Victor Silva Aguirre.

»Det er meget svært at bestemme stjerners alder. Der findes andre metoder til at gøre det, men de er slet ikke lige så præcise som astroseismologien.«

»Med astroseismologien kan vi opnå en fejlmargin på 15 procent, men for andre metoder er usikkerheden meget større, og fejlmarginen når let op på 50 procent eller mere,« siger Victor Silva Aguirre.

Tidligere i år var den danske forsker Søren Meibom med til at udvikle en anden metode til at bestemme stjerners alder. Du kan læse mere om metoden i artiklen ’Når stjerner snurrer om sig selv, afslører de deres alder’