Andre solsystemer?

Fakta

• Tre legemer er funnet i bane rundt pulsaren PSR 1257+12. De har fått betegnelsene PSR1257+12 A, B og C. En er på størrelse med Månen, de andre to er 2-3 ganger mer massive enn Jorden.

  De ble oppdaget ved å måle variasjoner i pulsarens "puls-hastighet", som kan tolkes som gravitasjons-effekter fra de tre planetene. De opprinnelige observasjonene er blitt bekreftet, men selvsagt kan man ikke ta bilder - det krever mer enn det selv våre beste teleskoper er i stand til å gjøre.

  Disse planetene antas å ha blitt til av restene av supernovaen som dannet pulsaren. De opprinnelige planetene må ha blitt omsluttet av den døende stjernen og hadde ingen sjanse til å overleve den kraftige eksplosjonen.

  Årtier med tids-data fra pulsaren PSR 0329+54 (PKS B0329+54) av Tatiana Shabanova (Lebedev Physics Institute) tyder på at den har en planet med periode 16.9 år som er minst dobbelt så massiv som Jorden.

  Selv om bevisene er ganske sterke, er ikke dette hva vi leter etter med tanke på "solsystemer".

• Siden 1983 har vi visst at stjernen Beta Pictoris er omgitt av en skive eller disk av gass og støv. Spektra fra Beta Pictoris viser absorpsjonslinjer som antas å stamme fra kometlignende gass-skyer (fra rester av planetdannelsen) som okkulterer stjernen . Selv om det er langt fra sikkert, tror mange at planeter allerede er dannet rundt Beta Pictoris.

  HST har observert Beta Pictoris (til høyre) og fant at disken er langt smalere enn antatt. Estimater basert på Hubble-bildene setter tykkelsen til en maks-verdi på 1600 millioner kilometer, eller 1/4 av de tidligere verdiene fra bakkebaserte målinger. Fordi støvet har hatt tid til å å innordne seg i et plan, kan disken faktisk være eldre enn tidligere antatt. En tynn disk øker også mulighetene for at kometlignende eller større legemer kan har blitt dannet via akkresjon i disken. Begge tilfeller antas å være karakteristisk for en hypotetisk skive rundt vår egen sol, som i følge teorien er et nødvendig stadium på veien mot fasen da planetene ble til i solsystemet.

  Nyere Hubble-observasjoner viser at disken er litt vridd, en forventet konsekvens av gravitasjonell vekselvirkning med planeter. Dette er bekreftet av observasjoner fra ESO.

• Nyere radio-observasjoner av en gass-sky kalt Bok Globule B335 har produsert bilder av materie som kollapser på en nydannet stjerne (bare rundt 150 000 år gammel). Disse observasjonene hjelper oss å forstå hvordan stjerner og planeter blir til. De observerte fenomenene matcher teoriene om solsystemets opprinnelse, dvs. en stor gass-sky som kollapser til en stjerne omgitt av en skive av støv og gass og som med tiden samler seg i fragmenter og blir til planeter.

• IRAS-satellitten fant at Vega sender ut altfor mye infrarød stråling, og dette tilskrives et støv-skall (med masse omtrentlig lik Månens).

• Observasjoner av den nærliggende Barnards Stjerne pekte tidligere i retning av gravitasjonell vekselvirkning med planeter, men vi tror nå at observasjonene ble mistolket.

• Stjernen Gl229 ser ut til å ha et objekt på 20 Jupiter-masser i bane rundt seg i en avstand av 44 AU. Et så stort objekt er antagelig en såkalt brun dverg og ikke en vanlig planet.

• Det som kan være den første oppdagelsen av en planet i bane rundt en "normal", Sol-lignende stjerne er blitt kunngjort av astronomer som studerer stjernen 51 Pegasi, en hovedseriestjerne av spektraltype G2-3 V som befinner seg 42 lysår fra Jorden. Under en konferanse i Firenze, Italia, forklarte Michel Mayor og Didier Queloz ved observatoriet i Geneve at de hadde observert 51 Pegasi med en høyoppløsnings-spektrograf og funnet at stjernen har radielle hastighetsendringer på rundt 70 m/s hver 4.2 døgn. Hvis dette skyldes banebevegelser, antyder disse tallene at det finnes en planet bare 7 millioner km fra 51 Pegasi - langt nærmere enn Merkur er Solen - og at planeten har en masse minst lik halvparten av Jupiters. Disse fysiske karakteristikkene er basert på antagelsen om at vår synslinje faller sammen med planetens baneplan. Like fullt tyder andre observasjoner på at dette ikke er så galt. En planet i en avstand på 7 millioner km fra en stjerne som 51 Pegasi skulle ha en temperatur på rundt 1000°C, dvs. rødglødende. Man trodde først at dette var en fast planet, lik en stor Merkur, men nå regner man med at det er en "varm Jupiter" - en gassplanet dannet langt fra stjerne og som har beveget seg innover.

  Disse observasjonene har nå blitt bekreftet av flere uavhengige observatører. Det finnes også tegn til en ny planet mye lenger unna, men det er ennå ikke bekreftet.

  [5.5-magnitude-stjernen 51 Pegasi kan lett sees med prismekikkert, høyt på kveldshimmelen mellom Alpha og Beta Pegasi (det vestlige stjerneparet i Pegasus-firkanten). Stjernens 2000-koordinater er RA 22h 57m, Dec +20° 46'.]

• Den 17. januar 1996 kunngjorde Geoffrey Marcy og Paul Butler at de hadde oppdaget planeter i bane rundt stjernene 70 Virginis og 47 Ursae Majoris. 70 Vir er en G5V-(hovedserie)stjerne omtrent 78 lysår fra Jorden, mens 47 UMa er en G0V-stjerne ca 44 lysår unna. Disse ble oppdaget ved hjelp av den samme dopplershift-metoden som avslørte planeten rundt 51 Pegasi.

  Planeten rundt 70 Vir har en eksentrisk bane med en periode på 116 dager, og har en masse på omtrent 9 ganger Jupiters. Ved å anvende stadard-formler som balanserer innkommende stråling og utsendt varme har Marcy og Butler anslått planetens temperatur til omtrent 85°C - kaldt nok til at vann og komplekse organiske molekyler kan eksistere. Stjernen 70 Vir er nesten lik Solen, selv om den er flere hundre grader kaldere og rundt tre milliarder år eldre.

  Planeten rundt 47 UMa ble oppdaget etter en analyse av åtte års observasjoner fra Lick Observatory. Perioden er på litt over tre år (1100 døgn), massen er tre ganger Jupiters og baneradien er omtrent 2 AU. Denne planeten har antagelig også et område i atmosfæren som tillater flytende vann.

• I april 1996 oppdaget Dr. Marcy og Dr. Butler nok en planet, denne gang rundt stjernen HR3522 (også kalt Rho 1 Cancri og 55 Cancri) omtrent 45 lysår fra Jorden. Planeten antas å være på omtrent 0.8 Jupiter-masser. Det er sannsynlig at flere stjerner vil dukke opp rundt de 120 stjernene Marcy og Butler har observert.

• Flere planeter har nå blitt oppdaget ved hjelp av Butler/Marcy-metoden. Det er antagelig svært mange slike planeter der ute.

• En planet er også blitt oppdaget i bane rundt stjernen 16 Cygni B, men til forskjell fra de andre planetene som er oppdaget har denne en svært høy bane-eksentrisitet (0.6); planetens avstand fra Solen varierer mellom 0.6 og 2.7 AU. Dette setter spørsmålstegn ved mange teorier om planetdannelse.

• Å spore opp planeter utenfor vårt solsystem er svært vanskelig. Selv Hubble-teleskopet er ute av stand til å ta bilder av planeter med en slik avstand og størrelse.

  En ting som Hubble-teleskopet fant, var skiver eller disker av materie rundt stjerner sett i silhuett mot Orion-tåken (kalt "proplyds", en forkortelse for "proto-planetary disks"; til høyre). Dette sier mye om hyppigheten av slike objekter, men målestokken er altfor liten til at man kan si om planeter finnes der. Flere detaljerte Hubble-bilder er nå tilgjengelige.

• Likevel er det alltid en mulighet til å detektere infrarød stråling fra svært store planeter (på Jupiter-størrelse og oppover) i enkelte tilfeller.

• Med stort hell har HST tatt et bilde av noe som ser ut til å være en planet som flykter fra et dobbeltstjernesystem. Se kunngjøringen fra 28. mai 1998. Hvis dette blir bekreftet, er det helt klart at det finnes andre solsystemer.

Mer om andre solsystemer (engelsk)

• The search for Extrasolar Planets, en oversikt over letingen, funn og fremtidige implikasjoner.
• The Extrasolar Planets Encyclopedia
• Searching for Extrasolar Planets av Marcy, Butler et al.
• Detecting Planets Around Other Stars av Marcy og Butler (leksikon-artikkel)
• Sammendrag av Planets found outside the Solar System
• Erik Mamajeks EXOPLANET-side
• Known Planetary Systems (tabell-format)
• Extrasolar Visions
• 51 Pegasi Home Page
• Utdrag fra "Wobbling Toward Planet Detection" av Dr. Marcy
• Utdrag fra "The Planet around 51 Pegasi" av Dr. Marcy
• Prospects for Detection of Extra-Solar Giant Planets (postscript-fil)
• Bok globules
• The Search for Planets Around Other Stars, av Andrew Fraknoi, Astronomical Society of the Pacific.
• Other Worlds, Distant Suns
• Planeter i et binært system funnet av VLA
• Foreslåtte romferder
  • NASAs Exploration of Neighboring Planetary Systems (ExNPS) Program
  • Darwin-projesktet, et ESA-forslag til rombasert IR-interferometri
  • Kepler, lavbudsjettsforslag til oppdagelse av jord-lignende planeter

Åpne spørsmål

• Det er sannsynlig at flere planetsystemer vil bli oppdaget ved hjelp av metodene som avslørte 51 Pegasi, 70 Virginis og 47 Ursae Majoris. Vi går en spennende tid i møte!
• Planetsystemet 51 Pegasi er ganske forskjellig fra vårt solsystem, mens systemene 70 Virginis og 47 Ursae Majoris virker mer "normale". Med fire kjente stjernesystemer er det nå mulig å fremlegge mer generelle påstander og utføre bedre tester av planetdannelsesteorier.
• Ingen av de nyoppdagede planeten er det minste lik Jorden, som er forventet ved bruk av de hittil kjente letemetodene. Hvordan kan vi skaffe observasjoner av jord-lignende planeter?
• Hvordan dannes en planet med høy bane-eksentrisitet?