Dansk teleskop skal finde liv i rummet
Findes der liv i rummet? Sandsynligheden for at få svar på det spørgsmål er nu steget betydeligt, efter at et team på 25 danske forskere har udviklet en ny teknik til at finde mindre planeter i andre solsystemer.

En illustration af den første jordlignende exoplanet, som blev opdaget i 2005. (Foto: eso.org)

I løbet af de sidste ni år har Uffe Gråe Jørgensen og hans team på i alt 25 mand arbejdet på at videreudvikle en teknik til opdagelse af planeter omkring andre stjerner. For to år siden begyndte han sammen med forskere fra Aarhus Universitet at arbejde målrettet for at lave et helt nyt teleskop, der med den nye teknologi skal udvide vores kendskab til andre solsystemer.

Nu er det endelig lykkedes.

Det nye teleskop er hurtigere, mere lysfølsomt og benytter en hypermoderne kamerateknik, som kan sortere billeder med atmosfærisk uro fra med det samme. Med det bliver det fremover muligt at observere mange flere og meget mindre planeter i andre solsystemer – exoplaneter – end hidtil.

»I 3.000 år har vi stillet os selv spørgsmålene: Hvor almindeligt er vores eget solsystem? Er vi helt unikke, eller findes der mange, som er magen til vores? Hvor mange planeter er der ligesom Jorden? Inden for de næste 10 år har vi svaret på dem,« siger Uffe Gråe Jørgensen, som er astrofysiker, lektor på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet og leder af exoplanet-delen af det internationale projekt SONG (se boks til højre).

100 nye planeter om året

Fakta

SONG står for “Stellar Observations Network Group” og er et danskledet projekt, som sigter mod at opbygge et globalt netværk af teleskoper. Projektet har til formål at analysere stjerneindre og opdage og karakterisere planeter i kredsløb om andre stjerner og med en masse, der er sammenlignelig med Jorden. SONG har eksisteret siden 2008.

Nu, hvor prototypen på det nye kikkertteleskop er færdig, starter næste led i planen: Der skal bygges og opstilles otte teleskoper på eksisterende observatorier rundt omkring i verden. Teleskoperne er lavet til at arbejde sammen, og dermed kan man opbygge et globalt netværk, som vil være i stand til systematisk at observere planeter døgnet rundt.

Stjerne- og planetobservationer kan af gode grunde kun foregå om natten, og det har indtil nu været en stor forhindring for at finde af planeter i andre solsystemer. Med det nye globale netværk, vil man kunne lave observationer døgnet rundt – når det er dag ved det ene teleskop, er det nat ved det andet og omvendt.

Derudover kræver de nye teleskoper ikke manuel betjening – de kan styres hjemmefra, kan indstilles via en computer og kan sættes til at arbejde selv om natten.

»Hvis vores beregninger er rigtige, forventer vi at finde 100 nye planeter om året - og i sidste ende nogen, som ligner vores egen,« siger astrofysiker Uffe Gråe Jørgensen.

Observationer døgnet rundt

Sådan ser en exoplanet ud, når den bliver observeret i gennem et teleskop. (Foto: eso.org)

Kristian Pedersen, centerleder ved Space Science Center på Niels Bohr Institutet, som ikke selv er inde over SONG-projektet, ser store muligheder for at kunne observere mange flere planeter end hidtil med det nye netværk.

»Den helt store fordel ved dette projekt er, at man kan lave observationer døgnet rundt. De udsving, der afslører en planet, når man benytter sig af mikrolinseteknik (se boks længere nede), er så små og kortvarige, at de er uhyre nemme at overse,« siger han.

Vi leder efter planeter som Jorden

Når forskerne leder efter liv i rummet, kigger de efter planeter i andre solsystemer – exoplaneter – som er meget tæt på Jordens størrelse og har en jordlignende bane om deres stjerne. Der er størst sandsynlighed for at finde livsvilkår på sådanne planeter, fordi de har en atmosfære, ofte består af fast klippemateriale frem for giftige gasarter, og fordi afstanden fra stjernen er afgørende for, om der kan være flydende vand.

Jupiter, som er den femte planet fra Solen, er for eksempel indhyllet i en atmosfære, der primært består af brint og helium med bælter og zoner af tætte skyer. Det gør det umuligt for levende organismer at trives.

Teleskop kan finde ganske små planeter

Det første teleskop i rækken af de otte, som tilsammen skal udgøre det globale netværk. Følg opsættelsen af teleskopet på Tenerife her:</a> (Foto: song.phys.au.dk)

Indtil nu har teknologien inden for astrofysikken primært været i stand til at observere exoplaneter, som er på størrelse med solsystemets største planet, Jupiter.

Siden 2003 har SONG været med til at identificere 10 exoplaneter med de nuværende teleskoper. Den første exoplanet blev observeret i 1995 af et schweizisk team, mens den første jordlignende planet blev observeret i 2005 fra det danske teleskop i Chile. Den havde dog en overfladetemperatur på minus 200 grader Celsius.

Med den nye, finjusterede teknologi vil det være muligt systematisk at observere exoplaneter helt ned på størrelse Mars, som har en radius på 3.390 kilometer sammenlignet med Jordens 6.378 kilometers radius.

»Det hele er teorier på nuværende tidspunkt, så måske finder vi meget færre, end vi har regnet med, måske finder vi mange flere. Men i sidste ende finder vi planeter, som ligner vores egen,« siger Uffe Gråe Jørgensen.

Så knivskarpt som at være i rummet

Hvis vores beregninger er rigtige, forventer vi at finde 100 nye planeter om året - og i sidste ende nogen, som ligner vores egen

Uffe Gråe Jørgensen, astrofysiker

De nye teleskopermålrettes til at foretage præcise hastigheds- og lysstyrkemålinger af stjernerne. De har mange fordele i forhold til de tidligere modeller, blandt andet fordi de er hurtigere og mere lysfølsomme.

Men den helt store forskel er ifølge astrofysiker Uffe Gråe Jørgensen den hypermoderne kamerateknik, som fungerer sådan her:

  • I den nye kamerateknik er eksponeringstiden 1/30 af et sekund, men til gengæld tager kameraet billeder hele tiden. Altså 30 billeder i sekundet.
     
  • På et almindeligt digitalkamera stiller man sin eksponeringstid, og det er så den tid, kameraet tager billedet.
     
  • Hver gang computeren har taget ét billede, analyserer den lufturoen, det vil sige, hvor stabil atmosfæren var i den 1/30 af et sekund. Atmosfæren skifter nemlig hver 1/30 af et sekund.
     
  • Computeren sorterer lynhurtigt i mellem billederne og gemmer kun de billeder, hvor atmosfæren var fuldstændig klar. I de øjeblikke kan man få billeder, der er så knivskarpe, at man næsten føler, at man er i rummet.
     
  • På den måde kommer man til at kunne se mange flere og frem for alt mindre planeter.

»De metoder og teleskoper, vi bruger nu, er ikke særligt velegnede til at se planeter af Jordens størrelse. Populært sagt, kan man sige, at de nye teleskoper er 300 gange mere effektive, end dem vi har nu,« siger Uffe Gråe Jørgensen.

Han forventer, at SONG’s første kikkertteleskop vil have hul igennem om cirka en måneds tid. Og hvem ved: Måske er det, det første spæde skridt til at give os svaret på det ældste spørgsmål, der findes: Er der liv i universet?

De nye teleskoper er specialkonstruerede til at udnytte den såkaldte mikrolinseteknik:

Når to stjerner passerer hinanden, vil der ske en variation i baggrundsstjernens lysstyrke i den tid, forgrundsstjernen passerer den. Først vil lyset fra baggrundsstjernen forstærkes, og når forgrundsstjernen glider ud af billedet igen, vil det aftage igen. Når man følger lysstyrken af baggrundsstjernen, vil man se en symmetrisk kurve over variationen af lys.

Men hvis forgrundsstjernen omkredses af en exoplanet, vil kurven være asymmetrisk.

Når man leder efter exoplaneter med mikrolinseteknikken, er det disse små asymmetrier i stjernernes lyskurve, man kigger efter. Teknikken er uhyre effektiv; Faktisk ville Merkur være den eneste planet kendt fra vores solsystem, som ikke kunne opdages i bane omkring en anden stjerne med mikrolinseteknikken.

Der er imidlertid endnu en udfordring: Når man leder efter planeter på jordstørrelse, varer disse mikrolinse-begivenheder meget kort tid. For en planet på størrelse med Jupiter varer lysforøgelsen typisk 24 timer, mens den kun varer cirka én time for en jordlignende planet. Derfor er det helt essentielt at kunne observere døgnet rundt for ikke at gå glip af disse begivenheder.

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.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs mere om Goliath-frøen, som du kan se på billedet herunder.