Du står i en evig solnedgång, under en kuslig, rödorange himmel med tunna moln. Vid kanten av ett vidsträckt hav stiger fast mark långsamt upp ur vattnet och ger vika för lågland täckt av vegetation. Växterna solar sig i temperaturer som når 40 grader Fahrenheit (4 grader Celsius), men deras blad är inte gröna – de är svarta och breda ut för att absorbera den ringa energi som sköljer över landskapet.
Du har kommit till detta paradis från ditt permanenta hem, en utpost som ligger på den mörka, frusna sidan av planeten. Du vandrar nerför låglandets kullar till vattenbrynet. När du blickar mot horisonten lovar du att nästa år kommer du att ta med hela familjen så att de kan njuta av färgen och värmen och ljuset. Sedan inser du att nästa år är bara 37 dagar kvar, och du känner dig plötsligt liten och obetydlig i ett stort, överväldigande universum.
Det här kan bli din framtida Jord. Nej verkligen. Det var en konstnärlig representation av en planet som heter Gliese 581g, vilket var stora nyheter 2010, men som forskare nu tvivlar på att det finns.
Ändå har det inte hindrat dem från att leta efter andra jordliknande planeter . Tack vare avancerad planetjaktteknik och en del seriös utrustning, lokaliserar astronomer tusentals kandidater utanför våra solsystem. Dessa är planeter som kretsar kring andra solliknande stjärnor – kallade exoplaneter — och forskare kommer till en nykter, nästan skrämmande insikt:Universum kan vara fyllt med miljarder planeter, av vilka några med all säkerhet liknar jorden. Åtminstone ytligt. Men vad betyder det egentligen för en planet att likna jorden?
Innehåll
Om det finns en annan jord i universum, skulle den inte behöva se ut som, ja, jorden? Visst, men oddsen för att hitta en blå värld exakt 7 926 miles (12 756 kilometer) tvärs över och lutad på sin axel nästan 24 grader verkar ungefär lika avlägsna som att hitta en Elvis Presley-imitator som ser bra ut i paljettläder och som kan sörja fram en låt bättre än kungen själv.
Det skadar förstås inte att titta, och astronomer gör just det. Tanken är inte nödvändigtvis att hitta en exakt matchning, utan en nära. Till exempel har astronomer upptäckt flera så kallade "superjordar" - planeter som är något större än vårt hem. Dessa är mycket bättre matchningar än planeter så stora som Jupiter eller Saturnus.
Faktum är att giganter som Jupiter och Saturnus är kända som gasjättar eftersom de inte är något annat än jättekulor av väte, helium och andra gaser med liten eller ingen fast yta. Gasjättar, med sina stormiga, mångfärgade atmosfärer, kan erbjuda spektakulära sevärdheter, men de kommer aldrig att göra bra grävningar.
Mindre planeter, inklusive jordens och superjordiska lookalikes, är mycket mer benägna att bli inkubatorer för liv. Astronomer hänvisar till dessa pipsqueaks som jordiska planeter eftersom de har tungmetallkärnor omgivna av en stenig mantel. Jordiska planeter tenderar att hålla sig nära sina värdstjärnor, vilket innebär att de har mindre omloppsbanor och därmed mycket kortare år.
Det är också mer sannolikt att jordiska planeter ligger i Goldilocks-zonen . Guldlocksregionen, även kallad den beboeliga zonen eller livszonen, är ett område i rymden där en planet ligger precis på rätt avstånd från sin hemstjärna så att dess yta varken är för varm eller för kall. Jorden fyller naturligtvis den noten, medan Venus steker i en skenande växthuseffekt och Mars existerar som en frusen, torr värld. Däremellan är förhållandena lagom så att flytande vatten blir kvar på planetens yta utan att frysa eller avdunsta ut i rymden. Nu pågår sökandet efter att hitta en annan planet i Guldlockszonen i ett annat solsystem.
Ett av de stora problemen i sökandet efter exoplaneter är att upptäcka de jäkla sakerna. De flesta är helt enkelt för små och för långt borta för att kunna observeras direkt. Våra jordbaserade teleskop kan inte lösa en avlägsna planet som en prick skild från dess värdstjärna. Lyckligtvis har astronomer andra medel till sitt förfogande, och de kräver alla sofistikerade teleskop beväpnade med fotometrar (enheter som mäter ljus), spektrografer och infraröda kameror.
Den första metoden, känd som wobble-metoden , letar efter förändringar i en stjärnas relativa hastighet orsakade av gravitationsdragningen från en närliggande planet. Dessa drag får stjärnan att svälla mot jorden och sedan bort, vilket skapar periodiska variationer som vi kan upptäcka genom att analysera ljusspektrumet från stjärnan. När den stiger mot jorden komprimeras dess ljusvågor, vilket förkortar våglängden och flyttar färgen till den blå sidan av spektrumet. När den stiger bort från jorden sprids dess ljusvågor ut, vilket ökar våglängden och flyttar färgen till den röda sidan av spektrumet. Större planeter förstärker vacklan för sina moderstjärnor, vilket är anledningen till att denna teknik har varit så effektiv för att hitta gasjättar flera gånger större än jorden.
Vad är en sak som alla planeter kan göra bra? Blockljus. Om en planets bana korsar mellan dess moderstjärna och jorden, kommer det att blockera en del av ljuset och få stjärnan att dämpas. Astronomer kallar detta en transit , och den relaterade planetjaktstekniken transitmetoden. Teleskop utrustade med känsliga fotometrar kan lätt urskilja stora planeter, men de kan också fånga till och med den lätta nedtoningen som orsakas av ett objekt i jordens storlek.
Slutligen har vissa astronomer vänt sig till en teknik som kallas mikrolensering . Mikrolinsning uppstår när en stjärna passerar precis framför en annan stjärna. När detta händer fungerar förgrundsstjärnans gravitation som en förstoringslins och förstärker bakgrundsstjärnans ljusstyrka. Om en planet kretsar kring förgrundsstjärnan, förstärker dess extra gravitation förstärkningseffekten. Detta avslöjar lätt planeten, som annars skulle vara osynlig för andra detekteringstekniker.
Vi sa tidigare att de grundläggande kraven för en beboelig planet skulle vara en med en stenig yta (snarare än en gasig), med flytande vatten (i motsats till vattenånga) och i Guldlockszonen av inte för varmt och inte för kallt. Så, vilka verktyg används för att hitta dessa typer av exoplaneter?
De första exoplaneterna upptäcktes med Hubble-teleskopet på 1990-talet. Men det första NASA-uppdraget för att upptäcka jordliknande planeter som kretsar runt stjärnor utanför vårt eget solsystem var rymdteleskopet Kepler, som lanserades 2009. Utrustat med en mycket känslig fotometer övervakade Kepler ljusstyrkan hos över 150 000 stjärnor och letade efter små, periodiska nedgångar i deras ljus orsakat av planeternas transit över deras ansikten. Denna transitteknik gjorde det möjligt för Kepler att identifiera mer än 2 600 exoplaneter inklusive 12 planeter i deras stjärnas beboeliga zoner. Dessa inkluderade Gliese 581c och Kepler 62f.
Kepler-uppdraget avslutades 2018 och följdes av Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). TESS uppdrag är att hitta exoplaneter, även med hjälp av transitmetoden. TESS kommer att täcka ett himmelsområde som är 400 gånger större än Kepler och studerar stjärnor som är 30 till 100 gånger ljusare.
Här är några av de mest spännande upptäckterna av jordliknande planeter i avlägsna världar.
I februari 2012 rapporterade ett internationellt team av forskare resultaten av deras wobble-baserade forskning fokuserad på GJ 667C, en M-klass dvärgstjärna associerad med två andra orangea dvärgar som ligger cirka 22 ljusår från jorden. Astronomerna hoppades få veta mer om en tidigare upptäckt superjord (GJ 667Cb) med en omloppsperiod på bara 7,2 dagar, men deras observationer ledde till något bättre - GJ 667Cc, en annan superjord med en omloppsperiod på 28 dagar. Planeten, som sitter bekvämt i Guldlockszonen i GJ 667C, tar emot 90 procent av det ljus som jorden tar emot. Det mesta av detta ljus finns i det infraröda spektrumet, vilket betyder att planeten troligen absorberar en högre andel av energin som kommer till den. Summan av kardemumman:GJ 667Cc kan absorbera samma mängd energi från sin stjärna som jorden suger upp från solen och kan, som ett resultat, stödja flytande vatten och liv som vi känner det. Senare observationer upptäckte att planeten var extremt varm och därför sannolikt inte bra för boende.
Kepler-452b, ofta kallad jordens "kusin", är en exoplanet som ligger cirka 1 400 ljusår från oss. Upptäckt av NASA:s rymdfarkost Kepler 2015, var det den första jordnära världen som hittades inom den beboeliga zonen av dess stjärna, Kepler-452, där förhållandena kunde vara gynnsamma för förekomsten av flytande vatten på dess yta. Det är en av Kepler-planeterna. Kepler-452b har en diameter som är ungefär 1,6 gånger jordens och kretsar runt sin stjärna på ett liknande sätt, vilket tar cirka 385 dagar att slutföra en omloppsbana. Dessa är zoner inom vilka flytande vatten kan finnas på en planets yta.
TRAPPIST-1-systemet, som upptäcktes 2016, har sju planeter som kretsar kring en liten, cool stjärna känd som TRAPPIST-1. Beläget cirka 40 ljusår bort, detta system tände spänning eftersom det var den största samlingen av jordliknande planeter som någonsin hittats utanför vårt solsystem. Alla sju planeterna kretsar mycket närmare vår sol än Merkurius gör, men deras placering inom stjärnans beboeliga zon ger möjlighet till flytande vatten på deras ytor. Dessa exoplaneter, kallade TRAPPIST-1b till TRAPPIST-1h, verkade också vara steniga. Vissa är tidvattenlåsta och visar alltid samma ansikte till sin stjärna. Det betyder att ena sidan av planeten är i permanent dagsljus med stekande sol, medan den andra sidan är i permanent iskallt mörker. Men efter ytterligare undersökningar verkar det som att TRAPPIST-1e kan vara den enda planeten i systemet som fortfarande är gästvänlig för liv; resten är antingen för nära eller för långt från sin stjärna.
Andra planeter i beboelig zon är GJ 1002b och GJ 1002c som kretsar kring den röda dvärgstjärnan GJ 1002, som ligger cirka 16 ljusår från jorden. Dessa steniga planeter har ungefär samma massa som jorden. GJ 1002b tar cirka 10 dagar att kretsa runt sin stjärna, medan GJ 1002c tar drygt 21 dagar. De två planeterna upptäcktes 2022.
I början av 2023 tillkännagav NASA upptäckten av TESS av TOI 700e, en planet ungefär lika stor som vår egen. Även om dess sammansättning förblir okänd, spekulerade forskare att den kunde ha en stenig yta som jorden. Att vara belägen inom zonen för beboeliga planeter kan tillåta att den också har flytande vatten. TOI 700e tar 28 dagar att kretsa runt sin stjärna och kan vara tidvattenlåst. (Som jämförelse är vår måne tidvattenlåst till vår jord, men jorden är inte tidvattenlåst till solen, dess stjärna.)
Med andra ord, även med de grundläggande parametrarna vi just nämnde, finns det mycket mer att tänka på innan vi verkligen kan kalla en planet "jordliknande". Uppdrag som rymdteleskopet James Webb, som kan se exoplaneternas atmosfärer, kan berätta mycket mer.
Den här artikeln har uppdaterats i samband med AI-teknik, sedan faktagranskad och redigerad av en HowStuffWorks-redaktör.
