#95: Exoplanetforskning i Sverige

Av Alexis Brandeker

År 1995 publicerades upptäckten av den första planeten runt en annan sol, men redan tidigare fanns det ett intresse för exoplanetsystem bland svenska astronomer. Det var observationellt känt sedan 1970-talet att en del unga stjärnor, så kallade T Tauri-stjärnor, omkretsades av skivor. Dessa skivor var dittills enbart teoretiska idéer för planetbildning, där skivan genom lagen om bevarandet av rörelsemängdsmoment är en naturlig biprodukt från stjärnbildningsprocessen. Ur skivan tänkte man sig att planeter skulle kondensera ut, en idé som brukar gå under namnet Kant-Laplaces nebularhypotes och i stora drag överensstämmer med det vi vet idag. En svensk koppling är att mystikern Emanuel Swedenborg hade liknande idéer som dock utgick ifrån kartesiansk virvelteori snarare än newtonsk gravitationsteori.

Förutom studiet av T Tauri-stjärnor så tillkom i mitten på 1980-talet en ny klass stoftrika skivor, fragmentskivorna. Det spännande med dessa är att stoftet inte överlever speciellt länge, vilket betyder att stoftet ständigt måste nyproduceras för att vara observerbart. Förklaringen är att stoftet bildas genom kollisioner mellan större stoftkorn, som sin tur bildas genom kollisioner av än större stoftkorn, och så vidare. Fragmentskivorna gav alltså de första bevisen för att planetbildningsprocessen är aktiv runt andra stjärnor än solen, med slutsatsen att planeter förmodligen är vanligt förekommande.

Studiet av T Tauri-stjärnor och skivor underhöll forskare i framförallt Stockholm sedan 1970-talet och senare på Chalmers, men det var efter Mayors och Queloz publicering 1995 av exoplaneten 51 Peg b (något de tilldelades 2019 års Nobelpris för) som intresset för exoplaneter tog verklig fart, både internationellt och i Sverige. Idag finns det en stor grupp i Lund som studerar planetbildning, i Uppsala bygger man instrument som kommer att karakterisera exoplanetatmosfärer, på Chalmers letar man planeter i öppna arkiv från rymdteleskopen Kepler och TESS, medan man i Stockholm ägnar sig åt att försöka ta direkta bilder av exoplaneter runt unga stjärnor.

Sverige bidrar också till framtida rymdteleskop där Characterising exoplanets satellite (CHEOPS) från ESA är det närmast aktuella med en planerad uppskjutning i mitten av december 2019. CHEOPS är ett litet 30 cm-teleskop som fungerar som en extremt noggrann fotometer, som mäter ljuset från en stjärna åt gången. Genom att studera hur ljuset skyms av en planet som passerar framför stjärnan kan man lära sig mycket om både stjärnan och planeten. Ett exempel är planetens relativa storlek, som tillsammans med dess massa avslöjar vad medeltätheten hos planeten är och därmed vad det är för typ av planet: sten, vatten/is, eller gas. Forskargrupper från Chalmers, Lund och Stockholm bidrar vetenskapligt till CHEOPS, ett arbete som leds av tidigare nämnda Queloz, medan Stockholm ansvarar för det svenska tekniska bidraget i form av en dataflödessimulator.

Efter CHEOPS kommer det än mer ambitiösa rymdteleskopet Planetary transits and oscillations of stars (PLATO) 2026, vars uttalade huvudmål blir att hitta planeter som liknar jorden. Strategin är att samtidigt och noggrant observera 250000 stjärnor över ett synfält på 2250 kvadratgrader under flera år, för att detektera planetpassager. Sverige är även med och bidrar till PLATO-konsortiet, både tekniskt och vetenskapligt.

Förutom de två nämnda rymdteleskopen finns det efterlängtade James Webb space telescope (2021) och Atmospheric remote-sensing infrared exoplanet large-survey (ARIEL, 2028), som båda kommer bidra till studiet av exoplanetatmosfärer. Slutligen genomför vi just nu en förstudie av STARE, en möjlig framtida svensk mikrosatellit som tillägnas sökandet efter jordlika planeter i alfa Centauri-systemet. Exoplanetforskning kommer nog att sysselsätta svenska astronomer under lång tid framöver.