"Super-Jorde"

En fransk ledet teleskop mission vil foretage eftersøgning af udensols planeter, der kun er lidt større end vor egen

Michael A. Taverna / Paris

Forskerne får måske snart et glimt af de første jordlignende planeter hinsides vort Solsystem takket være en europæisk mission, der blev opsendt sidste uge.

      Corot missionen blev sendt i kredsløb fra Baikonur Cosmodrome i Kazakhstan den 27. december 2006 på toppen af en Arianespace/Starsem Soyuz 2.1b booster - første gang denne kraftigere version af den ærværdige Soyuz har været i brug. Soyuz 2.1b og en anden ny udgave, 2.1a, som er udstyret med en ny tredje trins motor, vil være arbejdshesten på den Soyuz affyringsrampe, der er under konstruktion på den europæiske rumhavn i Kourou, Fransk Guiana. Både 2.1a og 2.1b har ny digital elektronik og kan tilpasses en Ariane 4 type indeslutning, som er mere passende end den grundlæggende Soyuz for last af middelstørrelse.

      Båret af en lille Proteus bus udviklet af det franske rumagentur CNES, som har overordnet ansvar for missionen, vil Corot få til opgave at udforske tusinder af stjerner henover Mælkevejen for at se om de huser "Super-Jord" type jordlignende planeter og ikke kun de gasformige, jupiterlignende giganter, der er fundet indtil videre.

      Corot vil forberede NASA's Kepler mission i oktober 2008. Kepler, som har lignende teknologi men vil bruge et spejl, der er tre gange så stort som det på Corot, vil være det første teleskop, som er i stand til at detektere planeter af jordstørrelse.

      Ud over at lede efter planeter vil missionen til 35 millioner euro også studere det indre af de observerede stjerner ved brug af astroseismologi teknikker, for at bestemme deres masse, alder og kemiske sammensætning. Tyskland, Belgien, Spanien, Østrig og Brasilien bidrog også til missionen såvel som European Space Agency - et omvendt arrangement i hvilket ESA medlemsnationer spiller støtterollen.

      Ulig tidligere eftersøgninger med jordbaserede teleskoper i det sidste årti - som hvilede på målinger af stjerners gravitationsvaklen forårsaget af de kredsende planeters træk - er Corot konstrueret til at detektere sådanne planeters passage henover deres stjernes skive, meget på samme måde som Venus passagen tværs over Solen den 8. juni, 2004. Dette gøres ved at måle små ændringer i stjernens lysintensitet ved brug af et meget høj præcision afokalt fotometrisk teleskop, kendt som Corotel, udviklet med teknologi fra Frankrigs Helios 2 optiske efterretningssatelliter. Detektion af stjernepassager er et slumpetræf, hvilket forklarer det store antal stjerner, der vil blive observeret.

      Ifølge Alcatel Alenia Space, der byggede teleskopet, vil Corotel kunne observere himlen med en følsomhed på 10^-6, som siges at være uden fortilfælde for et rumbåret instrument. Kombineret med yderst stor nøjagtighed i retningsangivelsen og egenskaber, der giver særlig beskyttelse mod falsk lys, vil dette gøre det muligt at detektere planeter, som knap er to eller tre gange Jordens størrelse.

      Fra sin polarbane, 900 kilometer oppe vil rumfartøjet have et synsfelt i samme retning 150 dage af gangen, hvilket tillader uafbrudt observation af omkring 120.000 svage stjerner for eftersøgning af udensols planeter. Yderligere 100 stjerner vil blive observeret under astroseismologi missionen. Satelliten på 630 kg. vil udføre fem 150 dages undersøgelser under sin nominelle 30 måneders levetid begyndende med teleskopet rettet mod galaksens centrum, så i den modsatte retning mod Orion, siger ESA projektforsker Malcolm Fridlund. Den vil også gennemføre fem kortere (20-30 dage) observationer.

      Missionens planlæggere venter at kunne udpege mindst 40 jordlignende planeter og hundreder eller tusinder af gasformige, ud af hvilke 200 er blevet identificeret til dato. Fridlund siger, at dette ville være nok til at sætte astronomerne i stand til for første gang at foretage en statistisk analyse af udensols planeter, hvilket muliggør forudsigelse af antal og type planeter, der kan forventes at blive opdaget omkring en typisk stjerne. Forskerne vil også kunne rette jordbaserede teleskoper mod de fundne planeter for at bestemme deres masse og tæthed og om de er lavet af klippe, is eller væske.

      ESA betragter Corot som en slags stifinder for fremtidige udensols planetmissioner og især Darwin, en mission plantagt til efter 2020, der vil analysere udensols planetatmosfærer for tegn på liv.

Fra 'Super-Earths,' Aviation Week & Space Technology, 1. januar, 2007, side 35.

Søgen efter Jordens tvilling

Corot missionen har gode chancer for at finde de første jordlignende planeter

Michael A. Taverna / Paris

De seneste resultater fra det kredsende Corot observarorium overbeviser forskerne om, at den franskledede planetfinder/astroseismologi mission vil være i stand til at opnå endnu mere overraskende data end forudsagt.

      Corot, som blev sendt i et lavt kredsløb i december, 2006, er det første rumfartøj, der er dedikeret eftersøgningen af planeter udenfor Solsystemet og det første observatorium der kan detektere små klippeplaneter og ikke blot gasformige giganter som Jupiter. Missionen på 2,5 år sigter også på at udføre det mest omfattende studie til dato af stjerners indre. Corot sponsoreres af det franske rumagentur CNES og CNRS nationale videnskabelige forskningsagentur, European Space Agency, Tyskland, Østrig, Belgien, Spanien og Brasilien.

      I sit første driftsår har Corot's afokale fotometriske teleskop - udviklet af Thales Alenia Space baseret på teknologi fra Frankrigs Helios 2 optiske efterretningssatellit - observeret adskillige tusinde stjerner i fire områder på himlen. Den tilbragte sine første 60 dage efter igangsætning fokuseret i retning mod Enhjørningen (Monoceros). Så rettede den sit sigte mod Slangens Hale (Serpens Cauda) i to kampagner af henholdsvis 26 og 150 dage. Observatoriet peger nu mod et andet område i Enhjørningen, hvor det vil forblive mindst 150 dage.

      Det skal indrømmes, at observationerne indtil videre kun har givet to planetopdagelser, begge i gigantkategorien, hvilket kun føjer marginalt til de omkring 270 exoplaneter, man nu kender. Den første, som blev afsløret i maj, er 1,78 gange Jupiters radius og 1,3 gange dens masse. Den kredser om en gul dværgstjerne lignende Solen med en periode på omkring 1,5 dage, placeret 1.500 lysår fra Jorden i retning af Enhjørningen. Den anden, som blev afsløret den 20. december, er 1,4 gange større end Jupiter med 3,5 gange mere masse og er placeret 800 lysår borte mod Slangen.

      Lederne af missionen siger imidlertid, at eksistensen af yderligere omkring 40 planeter afventer bekræftelse og antallet "vokser dagligt." Listen inkluderer to planeter, der er mindre end de to opdaget indtil nu - den ene er på Jupiters størrelse men med en helt anden tæthed; den anden er omkring halvt så stor som Saturn. Desuden er man kun lige begyndt at analysere mængden af data fra Corot og mere end 100.000 stjerner mangler at blive observeret, siger Annie Baglin, astronom ved Paris Observatory. Flere resultater ventes næste måned.

      Forskerne er også henrykte over præcisionen af missionens observationer, som de siger afspejler den kendsgerning, at instrumenterne præsterer bedre end forudsagt. ESA projektforsker Malcolm Fridlund vurderer, at det ESA-byggede instrument forbavsende nok præsterer 60% bedre end forudset og andre instrumenter arbejder en størrelsesorden bedre end forventet.

      Instrumenternes præstationer blev demonstreret af den anden planet Corot fandt, kaldet Corot-exo-2b. Opdagelsen, som blev gjort efter en 140 dages sekvens af observationer - Corot's tredje - og en rekord på 78 passager, demonstrerede et fejlniveau på kun 160 dele pr. million over 2,5 minutter og identificerede parametre med bemærkelsesværdig præcision. Man bestemte, at planeten havde en middeltæthed på 1,5 gram pr. kubikcentimeter - lidt højere end Jupiter's - og at den kredser om sin stjerne på 1,74 dage på en afstand af omkring seks gange stjernens radius.

      På samme tid detekterede Corot's astroseismologi sensor tilstedeværelsen af periodiske modulationer på selve Corot-exo-2b's forældrestjerne, hvilket forskerne sagde sandsynligvis var et tegn på, at stjernens rotation varierer mellem de to poler. Stjernen ligner Solen, men er noget mere massiv, køligere og mere aktiv. To andre stjerner som kan sammenlignes med Solen, HD49933 og HD181420, har også vist soltype svingninger.

      Missionens ledere mener, at nyttelastens overlegne præstationer med tiden kunne lade Corot observere planeter med en nøjagtighed på en del af 100.000 - tilstrækkeligt til at opdage jordlignende legemer på størrelse med Jorden. Man mente oprindeligt, at sådanne opdagelser måtte afvente opsendelsen af NASA's Kepler observatorium senere i år og at Corot's observationer ville være begrænset til såkaldte Super Jorde - klippeplaneter to eller tre gange Jordens størrelse.

      Forskerne siger, at Corot måske endda kunne detektere fine variationer i stjernelys reflekteret af exoplaneterne og derved give en antydning af af deres kemiske sammensætning. Astromerne mente i begyndelsen, at dette måtte vente til senere missioner som ESA's Darwin, som stadig er i studiefasen.

      Corot er konstrueret til at give en vidvinkelundersøgelse af planeter ved at observere et stort antal stjerner - op til 12.000 på en gang - fri for de baggrundsforstyrrelser, der påvirker jordbaserede teleskoper. Den gør det ved at analysere adfærden af lyset, der udstråles af målstjernen: Et pludseligt dyk i lysintensitet kan indikere en planet, der passerer foran den. Kombinationen af rum- og jordbaserede målinger gør det muligt at bestemme radius, masse og perioden for udensols planeter. Analyse af svingninger i kurven kan give spor til selve forældrestjernens alder, rotation, sammensætning og indre processer.

      Sensorernes yderst store nøjagtighed, kombineret med den lange observationsperiode (op til 150 dage), gør det muligt at opnå målinger af enestående nøjagtighed.

Fra Seeking Earth's Twin, Aviation Week & Space Technology,14. januar, 2008, side 49.

18. februar, 2008.

Index