Til efteråret starter rumteleskopet Cheops jagten på planeter med betingelser for liv
Her er alt, hvad du skal vide om missionen.

Nedtællingen er begyndt.

Til efteråret skal rumteleskopet Cheops sendes  ud i rummet, hvor det skal i gang med sin store detektivopgave: at undersøge exoplaneter - altså planeter, der kredser om stjerner udenfor vores solsystem. 

Det ultimative mål er at bringe os nærmere svaret på, om der er liv på planeter, der minder om Jorden.

»Jeg har arbejdet på Cheops i fem år, og det er virkelig fantastisk, at vi er nået helt fra papirfasen hen til forberedelserne til opsendelsen,« siger Kate Isaak, projektforsker for Cheops-missionen i Det Europæiske Rumagentur (ESA), til Videnskab.dk. 

Hun fortsætter:

»Når de nervøse minutter, hvor vi venter på opsendelsen, er ovre, så skal jeg helt sikkert fejre det med et glas champagne sammen med mine kollegaer.«

Inden champagnepropperne springer, får du her alt, hvad du skal vide om rumteleskopet Cheops.

En næsten nøjagtig model af teleskopet Cheops, som står i ESA's center ESTEC i Holland. Det rigtige teleskop er kun 2 gange større end modellen. (Video: Anne Sophie Thingsted/Videnskab.dk)  

Missionen

Cheops er et rumteleskop, der skal sendes i kredsløb 700 kilometer over Jorden.
Her skal det ved hjælp af såkaldt ‘ultra high precision photometry’ lave en præcis måling af exoplaneters størrelse.

Størrelsen hjælper astrofysikere med at fastslå, om exoplaneterne er lavet af sten, og derfor potentielt kan huse biologisk liv.

Første skridt mod at løse universets største gåde

Cheops er et lille teleskop med en vigtig mission.

Med sine 280 kilo og et omfang på en halv meter i længde, bredde og højde, er det på størrelse med en stor motorcykel. 

Ved siden af det snart opsendelsesparate James Webb-teleskop, der er stor som en skolebus og med en kampvægt på cirka 6.400 kilo, er Cheops en gnalling. 

Men dets mission er afgørende for at svare på universets største gåde. 

»Cheops er det første skridt i vores ultimate søgen efter liv. Vi vil undersøge allerede kendte exoplaneter ved at måle deres størrelse og på den måde bestemme deres bulkdensitet,« fortæller Kate Isaak.

Øh, bulkdensitet?

Bulkdensitet er en måde at måle et materiales tæthed. 

Det bruges typisk til at måle porøse materialer såsom jord eller grus.
I bulkdensiteten medregnes hele materialets volumen, også lufthuller mellem materialets partikler.
Derfor bliver bulkdensitetet lavere end partikeltætheden (den totale tæthed), hvis materialet er porøst. 

Måler man materialer, som ikke er porøse, er bulk- og partikeltætheden lige store.

Exoplaneters præcise størrelse og bulkdensitet lyder måske ligegyldigt, men hvis vi vil vide, om en planet rummer betingelser for liv, er det vigtig information.

»Hvis livet skal kunne eksistere, skal det være en klippeplanet med en atmosfære, flydende vand og den rette temperatur. Det første, der skal undersøges, er, hvad planeten består af,« siger Kate Isaak fra ESA.

Her kommer bulkdensiteten, som du kan læse mere om i faktaboksen, ind i billedet.

LÆS OGSÅ: 3.500 exoplaneter opdaget: Sådan finder vi planeter ved fjerne stjerner

Cheops finder topkandidaterne for potentielt liv

Exoplaneterne er så langt borte, at hverken det menneskelige øje eller vores teleskoper uden videre kan afgøre, om de består af gas eller sten.

Så for at finde ud af, hvilket materiale deres kerne er sammensat af, må forskerne ty til matematiske udregninger.

CHEOPS i ESTEC

Cheops-teleskopet har flyttet sig mellem forskellige europæiske byer i løbet af sin tilblivelse. I september 2018 var det i ESA's center ESTEC i Holland (Foto: ESA–A. Conigli)

»Det vigtige er at kende planeternes bulkdensitet. For at beregne den, skal vi måle planeternes massefylde ved brug af teleskoper på Jorden, og så skal vi også måle deres præcise radius med Cheops-teleskopet,« siger Kate Isaak.

Cheops-holdet kan altså ikke måle sig frem til exoplaneternes materiale, men de kan forsøge at udlede det ud fra bulkdensiteten. 

»Den skaber begrænsninger for, hvad planeten kan være lavet af. Hvis vi har en planet med en stor tæthed, må den bestå af et højdensitets materiale såsom en kerne af sten eller jern. En lavere densitet kan betyde, at det er en gasplanet,« siger Kate Isaak.

Planeternes bulkdensitet kan derudover give os et praj om, hvorvidt planeten har en atmosfære eller rummer større vandmasser.

Cheops indsnævrer altså feltet af exoplaneter, hvor der potentielt kan være biologisk liv.

Topkandidaterne skal det større James Webb-teleskop efter planen stille skarpt på, når det om få år begynder sin jagt på fingeraftryk af vand og metangas i exoplaneters atmosfære.

LÆS OGSÅ: Sådan skal fremtidens teleskoper scanne rummet for liv​

Hvilke exoplaneter skal Cheops rettes imod?

Cheops skal undersøge 4-600 exoplaneter, opdaget på tidligere missioner.
Det er små planeter i en størrelsesorden mellem Jorden og Neptun, med en omløbstid omkring sin stjerne på mindre end 50 dage.

Den korte omløbstid betyder, at Cheops ikke skal vente længe på, at planeterne når om på ‘forsiden’ af stjernen.

Exoplaneterne kredser om meget lysstærke stjerner - nogle af dem så klare, at de kan ses på nattehimlen.
Jo klarere stjernerne er, des lettere er det at måle stjernens størrelse

Lys sladrer om planeternes kerne

For at forskerne kan beregne exoplanetens størrelse, skal Cheops-teleskopet holde øje med et lille fald i det ellers konstante lysskær fra stjernen, som exoplaneten kredser om. 

Faldet i lysstyrken skyldes skyggen af den lille exoplanet, der bevæger sig ind ‘foran’ den side af stjernen, som vender mod teleskopet, og når det sker, knipser Cheops en masse billeder - op til et i minuttet. Teknikken kaldes ‘ultra high precision photometry’ (ultra-højpræcisions fotometri, red.)

Når billederne er i kassen, sender teleskopet dataen ned på Jorden, hvor forskerne kan beregne planetens størrelse.

Hvor meget lyset falder, hænger direkte sammen med planetens størrelse i forhold til stjernen, den kredser om.

»Jo større planeten er, des større en del af stjernen vil blive gemt bag planeten, og jo større et fald måler vi,« siger projektforsker Kate Isaak.

Men faldet i lysintensiteten er overordnet meget lille, fordi Cheops kun skal holde øje med mindre planeter i en størrelsesorden rangerende fra Jorden til Neptun. 

Derfor er teleskopet i stand til at måle bittesmå variationer i stjernens lysstyrke. Samtidig sikrer en såkaldt ‘baffle’, der dækker teleskoprøret, at lys fra Månen eller Jorden ikke slipper ind. 

Ligesom gadelygter gør det sværere at se stjerner på himlen, ville lys fra andre kilder nemlig gøre det sværere at observere exoplaneten.

LÆS OGSÅ: Er vi alene i rummet, fordi alle andre civilisationer er uddøde?​

Cheops i rummet

Cheops menes at kunne holde sig i kredsløb om Jorden i omkring 3,5 år. (Illustration: ESA/ATG medialab)

Udstyret ombord
  • Et 300 millimeter teleskop og en ladningskoblet enhed (CCD), som kan måle synlige til nær-infrarøde stråler.
  • En CCD er en elektronisk komponent, der bruges til at optage billeder digitalt. Du finder lignende komponenter i nyere mobiltelefoner. 
  • Et ‘baffel cover’ sidder som et dæksel over teleskoprøret, hvor det forhindrer støv i at trænge ind i teleskopet under opsendelsen. Det åbnes, når Cheops er i kredsløb om Jorden.
  • En solskærm, beskytter Cheops imod Solens varme og lys. Samtidig bærer solskærmen tre solpaneler, som lader teleskopet op.

Den første af tre missioner

Cheops er ESA’s første af tre missioner, der skal undersøge exoplaneter for tegn på liv.

Efter Cheops bliver næste skridt at opsende rumteleskopet Plato, der skal lede efter exoplaneter og udforske egenskaberne for klippeplaneter i kredsløb om sollignende stjerner. 

Plato skal også undersøge seismisk aktivitet på exoplaneternes stjerner, hvilket vil give nye oplysninger om stjernen såsom stjernernes alder.

Derefter sender ESA Ariel-teleskopet op. Det skal nærstudere en stor mængde exoplaneters atmosfære. 

»Jeg vil mene, at der er en god chance for at finde tegn på liv. Cheops kommer ikke til at gøre det, men det er et skridt i den retning,« siger Kate Isaak og fortsætter:

»Vi har fundet omkring 4.000 exoplaneter, så det handler mere om at sige ‘hvorfor skulle der ikke være liv?’ end ‘hvorfor skulle det være der?’. Om vi faktisk kan finde livet er en anden sag.«

Det eneste vi kan gøre for måske at finde svaret, er at observere exoplaneterne på afstand, for de er så langt væk, at vi ikke kan tage på besøg, siger Kate Isaak.

LÆS OGSÅ: Astrofysiker: Om 5 til 10 år ved vi, om der er andet liv i vores afkrog af universet​

LÆS OGSÅ: Lyt eller læs: Sådan finder forskere nye planeter​

ESA missioner

 Overblik over Det Europæiske Rumagenturs kommende og tidligere missioner. (Illustration: ESA)

Forskere retter rumteleskoperne mod exoplaneter

Merkur, Venus, Jorden, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. 

Den remse har du sikkert lært i skolen, men før 1989 var det faktisk de eneste planeter, vi kendte til i hele universet. Alle de andre blinkende lys på nattehimlen, var bare en masse stjerner, troede forskerne. 

I dag er billedet af vores univers et helt andet. I takt med at rumteleskoperne er blevet stærkere, er vi blevet i stand til at finkæmme selv fjerne afkroge af vores astronomiske baghave

På den måde har vi afsløret lige knap 4.000 fremmede verdener i kredsløb om andre sole, hvoraf flere minder om Jorden, og derfor muligvis rummer forudsætninger for liv.

Teknologien er nu så fremskreden, at forskere kan karakterisere, hvilke af livets byggesten såsom vand og metangas, der er til stede på en exoplanet, ved at opfange kemiske fingeraftryk i planetens atmosfære ved hjælp af superstærke teleskoper.

Du kan læse mere om jagten på liv på exoplaneter her.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.