For bare få årtier siden anede astronomerne reelt ikke, om der fandtes planeter uden for vores eget solsystem.
I dag har vi – særligt med hjælp fra rumteleskopet Kepler – opdaget tusindvis af planeter, som kredser rundt om fremmede stjerner.
Nu skal et nyt teleskop løfte arven fra Kepler: Hvis alt går efter planen, skal TESS-teleskopet sendes ud i rummet den 20. marts 2018, og fremover skal teleskopet opdage endnu flere ukendte verdener.
»Det er en utrolig spændende mission. Vi skal observere de klareste stjerner, som befinder sig i vores solsystems nabolag. Man regner med at finde rigtig mange nye planeter rundt om stjernerne,« siger professor Jørgen Christensen-Dalsgaard, som er leder af Stellar Astrophysics Centre på Aarhus Universitet.
Selvom TESS-missionen hører under det amerikanske rumagentur NASA, har flere danske forskere leveret hjernekraft og isenkram til missionen.
\ TESS
Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) er et teleskop, som skal sendes ud i rummet.
I sit første år i rummet skal TESS kortlægge stjerner på himlen over Jordens sydlige halvkugle. Næste år gælder det den nordlige halvkugle.
Ombord på TESS er fire identiske kameraer, som hver især tager billeder inden for et felt af himlen, der strækker sig over 24° × 24°.
Herudover er der bl.a. et stjernekamera ombord – en slags GPS-apparat, som TESS bruger til at navigere – som er udviklet af Danmarks Tekniske Universitet.
Kilde: NASA
Danske kræfter bag missionen
Aarhus Universitet står under ledelse af Jørgen Christensen-Dalsgaard i spidsen for en del af TESS-missionen, som går ud på at studere de såkaldte stjerneskælv - små bevægelser i stjernernes overflade, der kan sammenlignes med jordskælv på vores egen planet.
Herudover er Danmarks Tekniske Universitet (DTU) også involveret i missionen. DTU-professor Lars Buchhave og hans gruppe skal hjælpe med at finde nye planeter, og samtidig har DTU Space bygget og leveret et specialdesignet stjernekamera, som sidder på rumteleskopet og skal hjælpe fartøjet med at navigere.
»Vores opgave gik ud på at designe et stjernekamera, som skulle gøre teleskopet i stand til at pege meget nøjagtigt på stjernerne uden at blive blændet af Solen eller forstyrret af Jorden nedenunder. Samtidig skulle kameraet lynhurtigt kunne re-positionere sig selv og pege på nye stjerner,« forklarer John Leif Jørgensen, som er professor og afdelingsleder ved DTU Space og har stor ekspertise i udviklingen af stjernekameraer.
Sådan finder TESS planeter
NASA forventer, at TESS-teleskopet vil opdage mere end 1.500 hidtil ukendte exoplaneter – det vil sige planeter, der kredser om andre stjerner end vores egen stjerne Solen.
TESS kan ikke se exoplaneterne direkte. Exoplaneterne lyser nemlig ikke op i det mørke rum, ligesom stjerner gør. Men når en planet kredser ind foran sin lokale stjerne, giver det et lille dyk i stjernens lys, fordi planeten skygger for stjernen – og dermed ved forskerne, at der er en planet i kredsløb om stjernen.
»Det er en helt sædvanlig metode at finde exoplaneter på. Opgaven er at finde dyk i intensiteten af lys fra stjernerne. TESS skal studere op til 600.000 af de klareste stjerner på himlen, og man har sat succeskriteriet til at være kortlægning af 200.000 stjerner,« siger John Leif Jørgensen.
Derfor skal TESS ud i rummet
Når målet er at observere de klareste stjerner på himlen, kunne man måske fristes til at tro, at man ligeså godt kunne gøre det med et teleskop placeret på Jorden. Men ifølge John Leif Jørgensen er der to vigtige fordele ved at sende teleskopet ud for at observere fra rummet.
- Jordens atmosfære er ikke i vejen, når man skal observere stjernerne: »Jordens atmosfære absorberer noget af lyset fra stjernerne. Atmosfæren varierer hele tiden, fra dag til dag, og det skal man korrigere for, når man observerer stjerner fra Jorden. TESS er uden for Jordens atmosfære, så det giver langt større nøjagtighed i målingerne,« forklarer John Leif Jørgensen.
- Teleskopet kan se på flere stjerner konstant: »Fra Jorden kan du kun se de stjerner, som er lige over dig og teleskopet – ellers får du for meget af atmosfæren med i dine observationer, og det giver for stor en usikkerhed. Fra rummet kan du observere i alle mulige retninger, og du kan gøre det hele tiden,« siger John Leif Jørgensen.
Mindre mission end Kepler
TESS forgænger, rumteleskopet Kepler, har siden sin opsendelse i 2009 opdaget tusindvis af planeter og mulige planeter – i 2016 annoncerede NASA eksempelvis opdagelsen af 1.284 planeter på én gang, og for nyligt opdagede forskere fra DTU 95 nye planeter med data fra Kepler.
Kepler har således været revolutionerende for vores forståelse af rummet og exoplaneter, men selvom TESS er bygget med Kepler som forbillede, er der alligevel afgørende forskelle på de to rumteleskoper, påpeger Jørgen Christensen-Dalsgaard.
»Kepler observerede kun en meget lille del af himlen og gjorde det meget grundigt. TESS skal lave mere overfladiske observationer, men det betyder, at TESS kan observere mange flere stjerner over en meget stor del af himlen,« forklarer Jørgen Christensen-Dalsgaard, som også er involveret i Keplermissionen.
Til forskel fra Kepler-teleskopet vil TESS fokusere på de nærmeste og klareste stjerner på himlen over os. Planeterne, som TESS finder, vil således også ligge tættere på Jorden end Keplers planeter.
»TESS er en meget mindre mission end Kepler, og på nogle måder vil de data, vi får fra TESS, ikke være lige så gode, som Keplers data. Men det er stadig en virkelig spændende mission, som vi vil lære rigtig meget nyt fra,« siger Jørgen Christensen-Dalsgaard.
Skal studere stjerneskælv
Selv har Jørgen Christensen-Dalsgaard særlig interesse i at bruge observationerne fra TESS til studier af stjerneskæv – en disciplin der også er kendt som asteroseismologi.
Mens seismologer på Jorden måler på rystelser ved jordskælv, måler asteroseismologer på små bevægelser i stjernernes overflade (stjerneskælv). Målingerne af disse rystelser kan afsløre en lang række hemmeligheder om stjerner, eksempelvis kan man bruge dem til at finde ud af, hvor gamle stjerner er, hvad de vejer, og hvad de består af.
Jørgen Christensen-Dalsgaard er faktisk kendt som en af pionererne inden for asteroseismologi, og derfor står han i spidsen for denne gren af TESS-missionen, kaldet TESS Asteroseismic Science Consortium (TASC)
»Vi blev inviteret af NASA til at deltage i TESS, fordi vi har stor ekspertise i asteroseismologi. Til juli skal vi faktisk holde en stor international konference i Aarhus, som markerer starten på projektet,« siger Jørgen Christensen-Dalsgaard, som forventer at de første resultater fra TESS begynder at tikke ind i løbet af sommeren 2018.
Andre teleskoper på vej
Ud over TESS er flere andre nye rumteleskoper også på tegnebrættet, herunder den europæiske PLATO (PLAnetary Transits and Oscilliations of stars), som forventes opsendt i 2026:
»PLATO er en rigtig spændende mission med et teleskop, som er endnu bedre end både Kepler og TESS. TESS skal blandt andet finde frem til relevante planeter, som vi senere skal nærstudere med PLATO,« siger Jørgen Christensen-Dalsgaard.
I 2019 skal det storstilede rumteleskop James Webb – en slags storebror til det berømte Hubble-teleskop – også sendes afsted på rumrejse for at studere de fjerneste stjerner og galakser på himlen over os. Men hvis TESS finder en interessant planet, kan James Webb-teleskopet også få rettet blikket i retning i planeten.
»James Webb er et helt anderledes projekt end TESS og Kepler, men det bliver et fantastisk teleskop. Det kan lave observationer af enkelte og svage objekter (mens TESS og Kepler ser på mange stjerner ad gangen, red.) og for eksempel studere planeters atmosfære. Det store håb er, at man måske kan finde tegn på liv i andre planeters atmosfære, men det er selvfølgelig usikkert,« siger Jørgen Christensen-Dalsgaard.
Du kan læse meget mere om vores kommende vindue til fremmede stjerner og galakser i artiklen Rumteleskopet James Webb slår alle rekorder. Du kan også læse flere detaljer om TESS-teleskopet i denne artikel.
TESS ventes opsendt 20. marts 2018, og opsendelsen foregår med en Falcon 9-løfteraket, fremstillet af firmaet Space X.
