Vellykket oppskytning av NASAs nye planetjeger

NASAs nye planetjeger, Kepler, ble skutt opp opp i natt kl. 4:49 norsk tid. Kepler skal lete etter nye planeter utenfor vårt solsystem, med fokus på å finne jord-lignende planeter i den beboelige sonen rundt andre stjerner. Satellitten er dermed et viktig ledd i jakten på liv i andre solsystemer.

Kepler som observerer et annet solsystem i det fjerne. Illustrasjon: NASA

Etter en problemfri nedtelling ble Kepler skutt opp fra oppskytningsrampe 17-B på Cape Canaveral Air Force Station kl. 04:49 med en Delta II rakett, akkurat som planlagt. Kl 06:11 i dag morges fikk bakkekontrollen det første signalet fra Kepler. Den var da koblet fra bærerakettens 3. trinn og solpanenelene var foldet ut og produserte strøm. Den befinner seg nå i en heliosentrisk bane rett bak Jorda. Ettersom tiden går vil Kepler gradvis drive lenger og lenger bak Jorda i banen.

Kepler har nå begynt på en 60 dagers testfase der alle systemene ombord skal gjennom grundige tester før de tas i bruk. Om ca. en måned vil støvdekselet bli fjernet, og man kan gjøre de første målingene. Deretter skal teleskopets kamera kalibreres. Dette vil ta ytterligere en måned. Når alt dette er ferdig vil jakten på jordlignende planeter starte.

Fra oppskytningen av Kepler i natt.
Foto: NASA

Satellitten er oppkalt etter den tyske astronomen Johannes Kepler (1571-1630), som er mest kjent for å ha beskrevet planetens bevegelser i solsystemet ved hjelp av tre lover (Keplers lover).

Kepler skal observere i fire år i første omgang, som burde være nok tid til å oppdage og bekrefte de periodiske planetpassasjene. Kepler skal observere det samme området på himmelen i hele perioden, og skal spesielt se etter planeter som ligger i den "beboelige" sonen, altså i en avstand fra stjernen hvor det er mulig for liv å trives. For en stjerne som ligner på solen i størrelse og temperatur, vil den beboelige sonen ligge rundt samme avstand som jorden er fra solen.

Sannsynligheten for at en planet i en jord-lignende bane rundt en sol-lignende stjerne skal kunne passere mellom sin stjerne og jorden, er bare 0,5%. Denne sannsynligheten er litt større for gass-kjemper (rundt 10%), men det betyr allikevel at man må observere tusenvis av stjerner for virkelig å få noen resultater. Hvorfor det er viktig at planeten passerer mellom stjernen og oss for at vi skal kunne oppdage den, er beskrevet lenger ned i artikkelen.

Keplers bane rundt solen i samme avstand som jordens.
Illustrasjon: NASA

Kepler vil kunne overvåke over 100 000 stjerner samtidig i ett og samme område, gjennom hele perioden satellitten er i drift. Med dette håper man at Kepler vil kunne oppdage rundt 50 planeter på størrelse med jorden, og over 800 stein-planeter som er større enn jorden. I tillegg satser de på å finne minst like mange gass-kjemper, og at de i 12% av tilfellene vil finne flere planeter i samme system.

Jakten på eksoplaneter

De siste 15 årene har det blitt oppdaget godt over 300 planeter i bane rundt andre stjerner. Disse kalles for eksoplaneter (fra "ekstrasolære planeter"). De som har blitt oppdaget hittil har hovedsakelig vært store Jupiter-lignende gasskjemper. Disse er enklere å oppdage med de metodene som brukes i dag. Siden stjernen lyser så sterkt, er det veldig vanskelig å observere planeter direkte. De "forsvinner" rett og slett i det kraftige lyset. Derfor har astronomene brukt flere indirekte metoder for å oppdage planeter.

En av disse metodene er passasjemetoden, eller formørkelsesmetoden. En planetpassasje ("transit" på engelsk) skjer når en planet passerer foran en stjerne sett fra jorden. Dette skjer innimellom med Merkur og Venus i vårt eget solsystem (Merkurpassasje og Venuspassasje). Når dette skjer vil planeten blokkere noe av lyset fra solen. Kepler skal se etter slike hendelser i andre solsystemer. I løpet av planetpassasjen, går lysstyrken vi observerer litt ned. Jo større planeten er, dess mer vil lysstyrken avta. Metoden gir dermed mulighet til å si noe om planetens størrelse. Det er også mulig å måle hvilke grunnstoffer og molekyler som befinner seg på planeten, siden forskjellige grunnstoffer/molekyler absorberer lys ved forskjellige bølgelengder. Astronomene kan da se etter bølgelengder som "mangler" i spekteret fra planetpassasjen i forhold til når planeten ikke passerer foran stjernen.

Området Kepler skal observere i.
Illustrasjon: Jon Lomberg

Når planeten først er oppdaget, kan man beregne størrelsen på banen til planeten ved å se på hvor ofte den passerer foran stjernen (perioden). I tillegg kan også planetens masse beregnes. Dette gjøres ved hjelp av Keplers tredje lov, som gir oss forholdet mellom planetbanens største diameter (siden planetbaner vanligvis er elliptiske, vil diameteren variere gjennom banen) og perioden til banen. Dette forholdet er igjen avhengig av planetens og stjernens masse.

Animasjon som demonstrerer hvordan en planet endrer lysstyrken fra en stjerne når den passerer mellom oss og stjernen. (Figur og animasjon: STARE prosject, Hans Deeg).

Satelitten

Kepler-satellitten.
Illustrasjon: NASA

Kepler-satellitten består av en spesiell type teleskop kalt fotometer, med størrelse på 0,95 meter i diameter. Teleskopet har et veldig stort synsfelt til et astronomisk teleskop å være, hele 105 kvadrat-grader. Det betyr at det kan observere et område på himmelen som er like stort som håndflaten din når du holder den i en armlengdes avstand. Teleskopet trenger et så stort synsfelt for å kunne observere nok stjerner.

Diameter-størrelsen på teleskopet må også være stort for at teleskopet skal klare å samle inn nok lys til å kunne måle de små forandringene i lysstyrke som en jord-lignende planet gir opphav til. Teleskopet vil observere i synlig lys, og vil kunne se på stjerner med magnitude fra 9 til 16. Teleskopet er avhengig av å være plassert utenfor jordens forstyrrende atmosfære for at observasjonene kan bli nøyaktige nok. I tillegg er det viktig at satellitten går i en bane hvor den ikke blir forstyrret av at jorden eller solen passerer foran teleskopet.

By Torben Leifsen, Silje Bjølseth
Published Aug. 10, 2012 3:21 PM - Last modified Aug. 22, 2012 9:29 AM