Sådan finder man ukendte planeter med nyt, dansk teleskop
Det nye danskledede SONG-teleskop har til formål at opdage beboelige planeter og afsløre stjernernes hemmeligheder. Men hvordan gør det egentlig det?

Et nyt danskledet teleskop er opstillet på Izaña-bjerget i Teide nationalpark på Tenerife. Videnskab.dk var med, da teleskopet blev indviet i weekenden. (Foto: Lise Brix)

Et nyt danskledet teleskop er opstillet på Izaña-bjerget i Teide nationalpark på Tenerife. Videnskab.dk var med, da teleskopet blev indviet i weekenden. (Foto: Lise Brix)

 

For snart et årti siden opstod »en vild ide« i hovedet på astronomen Frank Grundahl:

Han ville opbygge et netværk af teleskoper, som skulle opstilles rundt omkring på kloden og overvåge stjernerne 24 timer i døgnet.

Frank Grundahls kollegaer var hurtigt med på ideen, og i frokostpauserne på Aarhus Universitet blev det heftigt diskuteret, hvordan teleskoperne skulle afsløre stjernernes inderste hemmeligheder.

I første omgang nåede astronomerne imidlertid frem til, at de måtte droppe teleskopdrømmen – det ville være alt for dyrt at få den til at gå i opfyldelse.

»Vi havde oprindeligt tænkt, at vi skulle bruge et teleskop på mindst to-tre meter i diameter. Men det kunne vi ikke skaffe penge til, og det sad jeg en dag og brokkede mig over til nogle kollegaer i København.«

»Så var det, at en af dem stillede et vigtigt spørgsmål: Hvor småt et teleskop kan du egentlig nøjes med?« husker Frank Grundahl, som er lektor ved Aarhus Universitet.

Lille teleskop - store ambitioner

Fakta

SONG står for Stellar Observations Network Group.

SONG's to overordnede videnskabelige mål er at studere stjernernes indre struktur og udvikling, samt at opdage og karakterisere jordlignende planeter.

Ideen er, at der skal opbygges i alt otte SONG-teleskoper, som skal opstilles rundt omkring på kloden. På den måde kan forskerne hele tiden overvåge de samme stjerner – også når der er for lyst eller overskyet til at observere dem på nogle dele af kloden.

Det første SONG-teleskop blev opført i 2012 på Izaña-bjerget på Tenerife og er netop blevet officielt indviet.

Teleskopet har imidlertid været i gang med at observere hver eneste nat uden skyer siden februar 2014.

Det har kostet 30 millioner kroner at bygge det første SONG-teleskop - de næste søster-teleskoper forventes at koste 15 millioner kroner hver.

Kilde: Aarhus Universitet

Det endte med et beskedent teleskop med en diameter på én meter. Teleskopet er netop blevet indviet og står i en kuppelformet bygning på Izaña-bjerget på Tenerife.

Det tekniske udstyr er placeret i en skibscontainer ved siden af teleskopet, og det hele er er kommet til verden for den nette sum af godt 30 millioner kroner - ren discount i forhold til eksempelvis det nærliggende Gran Telescopio Canarias på 10,4 meter, som kostede mere end 900 millioner kroner.

Det afholder imidlertid ikke de danske forskere fra at have store ambitioner på deres teleskops vegne.

»Det kan godt være, at teleskopet er lille og billigt, men vi har udstyret det med nogle instrumenter i verdensklasse. I forhold til lige netop vores formål, er det fuldt ud på højde med, hvad de store teleskoper og satellitter kan gøre,« siger Frank Grundahl, som i dag har titlen 'project scientist' på teleskopet – som har fået navnet SONG.

Kamera finder ukendte planeter

Når det gælder om at opdage nye planeter eller finde alderen på stjerner, er det da heller ikke selve teleskopet, som er afgørende.

Teleskopet har blot til formål at fange og fokusere lyset fra stjernerne – herefter bliver lyset sendt videre til et af de to instrumenter, som forskere fra Aarhus og Københavns universiter har tegnet og bygget.

 

Spansk presse var mødt talstærkt op ved den officielle indvielse af SONG-teleskopet. Her er det astronomen Frank Grundahl fra Aarhus Universitet, som fortæller pressen om det nye teleskop. (Foto: Lise Brix)

Det ene instrument – et særligt kamera - står i en sort boks lige ved siden af teleskopet.

Det er primært dette kamera, som SONG-teleskopet skal finde nye planeter med – helst af den beboelige slags, fortæller Uffe Gråe Jørgensen, som er leder af planeteftersøgningen ved SONG-teleskopet.

»Kameraet er meget skarpt – stort set lige så skarpt, som hvis vi havde et rumteleskop uden for Jordens atmosfære. Derfor kan vi finde mindre planeter på helt ned til omkring Mars-størrelse,« siger Uffe Gråe Jørgensen, som er lektor ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

Sådan opdages planeten

Planeteftersøgningen sker med en kompliceret metode, som kræver, at teleskopet er heldigt nok til at pege i en retning i rummet, hvor der både er to stjerner og en planet, som står på linje.

»Hvis teleskopet peger på en given stjerne, så vil vi kunne se lyset fra stjernen blive kraftigere, når en anden stjerne passerer ind foran. Hvis der så samtidig er en planet, som kredser rundt om forgrundsstjernen, så vil vi kunne se lyset blive endnu kraftigere i det øjeblik, hvor planeten kommer ind foran stjernen,« forklarer Uffe Gråe Jørgensen.

Det forstærkede lys – som bliver foreviget af SONG’s specialbyggede kamera - viser altså forskerne, at der findes en planet på lige netop denne plet i vores galakse Mælkevejen.

Fakta

Alle instrumenterne til det nyåbnede SONG-teleskop er designet og bygget af astronomer fra Aarhus og Københavs universiteter. Forskerne har også udviklet software, som betyder, at teleskopet kan styres helt automatisk. Der er altså ikke brug for bemanding af teleskopet – det kan styres med en almindelig internetforbindelse fra hele verden. SONG-projektet blev startet af forskere fra Aarhus og Københavns universiteter, og i dag er også Instituto de Astrofísica de Canarias samt National Astronomy Observatory of China partnere på projektet. Kilde: Aarhus Universitet

Og sådan opdager man en ukendt planet.

Lys afslører stjerneskælv

Mens Uffe Gråe Jørgensen og hans kollegaer på Københavns Universitet har det specielle planetkamera som deres hjertebarn, så brænder Aarhusforskerne især for teleskopets andet instrument – spektrografen.

Spektrografen bliver ligesom kameraet fodret med lys fra stjernerne, og ud fra de oplysninger lyset gemmer på, kan spektrografen blandt andet finde ud af, hvor gammel stjernen er, og hvordan dens indre struktur ser ud.

Metoden kaldes også for asteroseismologi, og den svarer til seismologi på Jorden. Frem for at måle på rystelser ved jordskælv, måler asteroseismologer imidlertid på små bevægelser i stjernernes overflade – såkaldte stjerneskælv.

»Når stjernens overflade bevæger sig hen imod os, bliver lyset mere blåt, og når det bevæger sig væk fra os bliver lyset mere rødt. Det kan vi bruge til at måle, hvor hurtigt overfladen på stjernen bevæger sig,« siger professor Jørgen Christensen-Dalsgaard og tilføjer, at lyset fra stjernerne forskydes i de røde og blå farver på grund af et velkendt fænomen, som kaldes Dopplereffekten.

LÆS OGSÅ: SONG-teleskopet skal afsløre kæmpestjernernes inderste hemmeligheder

Stjernebevægelser sladrer om alderen

Professor Jørgen Christensen-Dalsgaard var sammen med kollegaer fra Aarhus Universitet blandt pionererne i opdagelsen af fænomenet stjerneskælv. Her holder han tale foran det nye SONG-teleskop, som blandt andet er dedikeret til studier af stjerneskælv. (Foto: Lise Brix)

Spektrografen måler altså på farvespektret i det lys, en stjerne udsender - og astronomerne kan blandt andet omregne disse farve-data til viden om stjernens alder.

Det kan forskerne gøre, fordi de ved, at der hele tiden foregår fusionsprocesser inde i stjernerne.

Her bliver hydrogen omdannet til helium, og derfor gælder det, at jo ældre en stjerne er, des mere helium indeholder den – og det afspejler sig i stjernernes overfladebevægelser, forklarer Jørgen Christensen-Dalsgaard fra Aarhus Universitet.

»Stjernens svingninger er afhængige af, hvilke kemiske stoffer den er opbygget af. På den måde kan vi bruge spektrografen til at regne ud, hvor gammel stjernen er. Og hvis der er en planet i omløb om den, kan vi også bruge det til at regne ud, hvor gammel planeten er,« siger Jørgen Christensen-Dalsgaard, som er den overordnede leder af SONG-projektet.

Han tilføjer, at stjerneners svingninger - altså stjerneskælvene – også kan sladre om stjerneners størrelse.

SONG's niche er de nære stjerner 

Men hvorfor kan de danske forskere egentlig ikke bare bruge observationer fra andre teleskoper og satellitter til at lave deres stjerne-beregninger?

Fakta

Videnskab.dk var inviteret til indvielsen af SONG-teleskopet på Tenerife af Aarhus Universitet, Københavns Universitet og Instituto de Astrofísica de Canarias.

Frank Grundahl forklarer, at styrken ved det nye SONG-teleskop er, at »det er dedikeret til lige netop vores opgave.«

»SONG’s niche er, at vi er fokuserede på de nære stjerner og deres bevægelser. Her er styrken, at vi kan se på en enkelt stjerne igennem længere tid uden afbrydelser. Hvis man skal booke sig ind på et stort teleskop, kan man typisk kun få nogle dage til at observere den samme stjerne.«

»Men med SONG har vi for eksempel observeret den samme stjerne i stjernebilledet Hercules igennem 100 dage denne sommer. Det giver os mulighed for at lave nogle observationer og beregninger, som slet ikke er mulige med andre teleskoper,« siger Frank Grundahl.

Kun begyndelsen på teleskop-drømmen

Drømmen om at blive i stand til at studere de samme stjerner igennem længere tid er imidlertid ikke fuldført for forskerne endnu.

Når morgenen gryr på Tenerife, og stjernerne forsvinder, kan teleskopet nemlig ikke længere kigge dem dybt i øjnene.

Derfor vil de danske forskere gerne have opbygget et helt netværk af teleskoper, så et nyt SONG-teleskop kan overtage stjerneovervågningen, når det bliver for lyst eller overskyet på Tenerife.

Det nye SONG-teleskop er opstillet som en del af et i forvejen eksisterende observatorium på Tenerife - Observatorio del Teide. (Foto: Lise Brix)

På deres ønskeliste har SONG-astronomerne i alt otte teleskoper, som skal opstilles rundt om på kloden.

Indtil videre har forskerne imidlertid kun finansiering til to SONG-teleskoper – teleskopet på Tenerife og et tilsvarende i Kina, som næsten står klart.

»Vi har ikke fået nok«

Teleskopet i Kina er bygget af kinesiske forskere efter de danske astronomers tegninger, men lederen af det kinesiske SONG-teleskop tvivler på, at drømmen om otte teleskoper vil gå i opfyldelse.

»Jeg tror, at det bliver svært at få oprettet alle otte teleskoper. På den sydlige halvkugle er der ikke et eneste land, som har en stærk nok økonomi til at støtte projektet. For at kunne stille teleskoper op på den sydlige halvkugle, er vi nødt til at få penge fra nordlige lande – men det bliver svært,« siger Licai Deng, som er professor og leder af det kinesiske SONG-teleskop.

For Licai Deng er tre-fire SONG-teleskoper da også nogenlunde tilstrækkeligt.

»Med de to teleskoper, vi allerede har, kan vi få meget bedre resultater end med et. Men med et tredje eller fjerde teleskop, kan vi få godt få en 24/7 dækning på den nordlige halvkugle. Det vil være et stort fremskridt,« siger Licai Deng, da Videnskab.dk møder ham til den officielle åbning af SONG-teleskopet på Tenerife.

Selvom alle otte SONG-teleskoper endnu ikke er sikret, er der under åbningsreceptionen stor begejstring og glæde blandt forskerne over, at første skridt på vejen er nået.

»Vi er super glade for vores nye teleskop. Men vi er ikke tilfredse på den måde, at vi har fået nok,« lyder det fra Frank Grundahl, mens der skåles i champagne, og Solen går ned over det nye teleskop.

 

Videnskab.dk Podcast

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

Corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte, døde og vaccinationer i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

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

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk