Skal undersøke eksotiske atmosfærer

Tusenvis av planeter i bane rundt andre stjerner, såkalte exoplaneter, har blitt oppdaget, og forskerne finner stadig nye.

Men hvordan er forholdene på disse fjerne planetene og hvordan har de blitt påvirket av sine stjerner? Hva kan dette fortelle oss om hvordan ulike typer planeter blir til og endrer seg over tid?

Det er noe av hva den europeiske romorganisasjonen ESAs nye romsonde Ariel, eller Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey, skal undersøke.

Ariel ble nylig valgt ut for videre utvikling i skarp konkurranse med to andre romprosjekter.

Platetektonikk, vann og liv

- Ariel skal analysere den kjemiske sammensetningen av atmosfæren til exoplaneter mye mer detaljert enn det som har blitt gjort hittil, sier Stephanie Werner, planetforsker og førsteamanuensis ved Senter for Jordens utvikling og dynamikk ved Universitetet i Oslo.

Disse dataene vil gi store mengder mer informasjon om exoplanetene enn det vi kjenner i dag, som ofte er kun masse, bane og gjennomsnittlig tetthet.

- Når vi vet hva en exoplanets atmosfære består av, kan vi for eksempel få en anelse om planeten og dens atmosfære har gått gjennom store endringer i løpet av sin levetid, eller om den på andre måter er uvanlig for sitt solsystem, sier Werner.

Som eksempel bruker hun jorda. Vårt solsystem er av en slik type at steinplanetene burde ha atmosfære dominert av karbondioksid, som på Venus og Mars.

Men på jorda består atmosfæren hovedsakelig av nitrogen og oksygen. Jordas atmosfære ble endret på grunn av platetektonikk, havet og livet som utviklet seg.

- Dette er de tre tingene som vi vet kan endre atmosfæren på en planet drastisk, og når vi finner tegn på at atmosfæren har forandret seg mye gjennom en exoplanets historie, vet vi at den kan ha slike prosesser, sier Werner.

En type planeter som ikke finnes hos oss

Ariel skal undersøke atmosfæren til exoplaneter som allerede har blitt funnet. Disse exoplanetene varierer i størrelse fra jordas masse til Jupiters masse. Siden slike planeter ikke finnes i vårt solsystem, vil Ariel kunne oppdage mye nytt.

- Exoplaneter på denne størrelsen kan ha atmosfærer som er svært forskjellig fra planetene i vårt solsystem, fordi masseforholdet mellom fast overflate og flytende stein gjerne er veldig annerledes enn hos oss, sier Werner.

Exoplaneten 55 Cancri e har 8,63 ganger jordas masse og bruker bare 18 timer på å gå rundt sin stjerne.

Det er også mye større variasjon blant disse exoplanetene enn hos planetene i vårt eget solsystem. Dermed vil de fleste exoplanetene som Ariel skal undersøke være eksotiske og kan gi uventete og spektakulære resultater.

- Ariel kan komme til å gi oss et helt nytt syn på hvordan forholdene på ulike planeter er og hvordan de dannes, sier Werner, som ser frem til å bruke dataene fra den nye romsonden.

Et mer komplett bilde av exoplaneter

Pål Brekke ved Norsk Romsenter er delegat i ESAs komité for vitenskapelige programmer og var med på å ta ut Ariel. Han er godt fornøyd med valget.

- Siden ESAs kommende romsonder Plato og Cheops skal undersøke andre sider ved exoplaneter, vil Ariel samme med disse romsondene gi et virkelig godt bilde av egenskapene til og forholdene på exoplaneter, sier Brekke.

Til nå er det NASA som har vært ledende i jakten på exoplaneter, men med de tre nye europeiske sondene vil tyngdepunktet for romprosjekter som forsker på exoplaneter flytte seg til Europa.

Nå når ESA har bestemt seg for å begynne utviklingen av Ariel går romprosjektet videre til analyse av teknologien som trengs til instrumentene ombord. Det blir avgjort i en ny avstemming om cirka 2 år.

Norsk industri kan by på kontraktene

Etter det vil ESA legge ut kontrakter til europeisk industri for å bygge romsonden og dens instrumenter.

- Gjennom Norges medlemskap i ESA vil det være meget aktuelt for norsk industri å konkurrere om disse kontraktene, sier Brekke.

Finansieringen av Ariel er allerede i havn og ligger på 450 millioner euro.

Exoplaneten HD 189377b er en såkalt het Jupiter, en stor gassgigant som går så nær stjernen sin at atmosfæren holder på å koke bort. Illustrasjon: NASA

Ariel skal skytes opp i 2028 og gå ved Lagrange-punkt 2, cirka 1,5 millioner kilometer fra jorda.

Norske bedrifter har eller skal levere teknologi til en lang rekke store romprosjekter, som Mars2020-roveren, Jupiter-sonden Juice og Merkur-sonden BepiColombo.

Kontakt

Stephanie Werner - Førsteamanuensis ved Senter for Jordens utvikling og dynamikk - Universitetet i Oslo - 22 85 64 72

Pål Brekke – Seniorrådgiver, romforskning - Norsk Romsenter – 22 51 18 27