Nu går jagten ind på exoplaneter - og Danmark er med
Opdateret tirsdag: Missionen er udskudt i to dage pga. teknisk fejl på navigationsudstyret. Læs mere her.
Tirsdag kl. 00.32 dansk tid opsender Nasa en Falcon 9 Full Thrust fra Cape Canaveral i Florida. Med om bord er en satellit med fire CCD-kameraer, som skal fotografere exoplaneter fra sin bane rundt om Månen og Jorden.
Dette rumteleskop, som har fået navnet TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), får i første omgang to år til at kortlægge omfanget af exoplaneter, som måtte kredse om de 200.000 klareste stjerner i 'nærheden' af Jorden, og den indhentede viden vil danne grundlagt for års videnskabelig grundforskning i Danmark på både DTU Space og Aarhus Universitet.
»Denne mission vil jo komme til at opfylde forskernes vådeste drømme om at undersøge alt ved stjernerne,« fortæller professor på DTU Space John Leif Jørgensen.
Han vil i aften sidde bag skærmen som hotline på DTU Space for at kunne hjælpe Nasa med eventuelle sidste tilrettelser og justeringer undervejs. Noget af det specielle ved denne affyring er nemlig, at satellitten skal op i en helt bestemt bane, der aldrig er benyttet før.
For at få den optimale position til stjernekiggeri skal den fanges ind i en elliptisk bane om Månen, som kun kan nås ved en affyring i et meget kort vindue på et halvt minut mellem kl. 00.32.07 og 00.32.37.
Læs også: Rumfart: 12 store begivenheder vi holder øje med i 2018
Arter vejret sig ikke, vil der også være et kort opsendelsesvindue i morgen og de næste ti dage, minus søndag. Ellers må missionen udskydes mindst en måned. Ifølge de amerikanske meteorologer, skulle der være 80 procent chance for opsendelse i nat.
Banen skal findes fra start
Det er nemlig meget vigtigt fra begyndelsen at komme ind i den helt rigtige bane, da fidusen er, at satellitten i en stor del af tiden skal opholde sig passende langt fra Jorden for at få de mest uforstyrrede billeder af stjernerne, men den kommer i denne bane også så sæt på Jorden, at den kan aflevere billederne uden at kræve en uopnåeligt stor antenne.
For at nå banen skal TESS hives ind ved hjælp af Månens tyngdekraft, så den lægger sig i en stabil bane mellem Jorden og Månen. Det betyder, at den skal fire gange rundt i en stor ellipsebane, før den om 29 dage møder Månen og kortvarige fanges ind af dennes tyngdefelt.
Derpå sendes den ind i en ny bane med en stor hældning i forhold til Jordens ækvator, og efter yderligere 22 dage uger skulle TESS gerne ramme den rigtige bane, hvor den skal blive.
Danske stjernekameraer i tre roller
Det er bl.a. i denne bane, at to stjernekameraer fra DTU Space for alvor kommer til deres ret. De har nemlig tre funktioner om bord på TESS-missionen:
Læs også: Ny professor i exoplaneter: På jagt efter liv i rummet
For det første skal de sikre, at antennen har retning mod Jorden, så billederne havner på rette planet. Den del ser John Leif Jørgensen som forholdsvis ukompliceret, da de har løst denne opgave på flere tidligere missioner med succes.
For det andet skal stjernekameraerne sikre, at satellitten kan bevæge sig forholdsvis hurtigt hen over stjernehimlen uden at give rystede billeder. Det er ifølge John Leif Jørgensen lykkedes ved at ’låne’ noget teknologi fra Juno-missionen, så det i princippet kunne løses med software, som er optimeret til at håndtere den uskarphed, som stjernekompasserne vil se, når teleskopet flyttes hurtigt fra det ene stjernefelt til det næste.
For det tredje er linsen blevet optimeret for at give en større pegenøjagtighed end den, både Kepler og Hubble har måttet leve med.
»Det er muligt ved med vilje at stille lidt uskarpt på stjerne, så en given stjerne vil optræde hen over flere pixels i billedet. Hvis dette ikke gøres helt præcist, vil det lille gab, der er mellem to nabo-pixels på kameraet nemlig give forstyrrelser, som vil ødelægge nøjagtigheden,« forklarer John Leif Jørgensen.
Derudover foregår selve jagten og undersøgelsen af exoplaneterne som sagt ved hjælp af fire CCD-kameraer, som leverer data om lysstyrke hvert andet minut og billeder af stjernerne hver halve time.
De massive mængder data om lysniveauerne skal bl.a. fastslå stjernernes radier for at kunne se nærmere på dem, der har Jordens størrelse, og så kan andre teleskoper fra rummet og Jorden undersøge disse i detaljer for at fastslå masse, en eventuel atmosfæresammensætning og andre egenskaber i det puslespil, der handler om at fastslå en stjernes hele liv.
Læs også: Spørg Scientariet: Er der jordskælv på måner, sole og andre planeter?
Og flere danske forskere spiller en særdeles stor rolle i at få lagt disse puslespilbrikker. Både når det gælder udvælgelsen af interessante stjerner og til karakteristikken af dem.
DTU Space og AU på plads ved rampen i Florida
Nogle af forskerne vil i aften stå blot 6 km fra affyringsrampen – heriblandt professor på DTU Space Lars Buchhave, som har særlig interesse i exoplaneter, og som forud for missionen glædede sig – om end med kriller i maven.
»Vi vil jo gerne undersøge atmosfærerne på de planeter, som Tess opdager. Vi kan ikke bruge nogen af de exoplaneter, som Kepler-missionen fandt frem til, da de ligger for langt væk, og lyset fra dem derfor er alt for svagt. Vi skal bruge en masse lys, og det får vi nu, da TESS vil finde planeter omkring de klareste stjerner på hele himlen,« siger han.
Når forskerne nu får bedre adgang til den store, lysende stjernehimmel, vil det i første omgang vise sig, hvor mange stjerner der overhovedet har planeter kredsende om sig. Det kan måles ved at se på, hvornår der er jævnlige dyk i stjernens lys, der kunne tyde på, at ’noget’ går ind foran stjernen.
Læs også: Spørg Scientariet: Hvor mange exoplaneter kan man se foran stjernerne?
De mest interessante af slagsen – dvs. dem, der ser ud til at ligne Jorden mest muligt i masse – vil derefter blive valgt ud for at se efter atmosfærer, og dermed liv, som kan vise sig i lyset omkring exoplaneten. Det vil blive absorberet ved forskellige bølgelængder, hvis der er biologisk aktivitet i form af en fotosyntese, der danner ilt, understreger Lars Buchhave.
Jagten på exoplaneter
Målet under missionen er direkte at kunne se i hvert fald 1.500 exoplaneter, heraf ca. 500 i Jord-lignende størrelse - og ca. 50, der kunne have flydende vand.
I nærheden af Lars Buchhave vil professor Hans Kjeldsen fra Stellar Astrophysics Centre på Aarhus Universitet stå i aften sammen med to kolleger. Centret leder den del af missionen, som har fokus på studiet af stjernernes opbygning og udvikling, bl.a. ved at observere stjerneskælv.
»Stjernernes bevægelser siger noget om deres størrelse og egenskaber. Vi kan f.eks. se ud fra energiproduktionen, om der er tale om en ny eller gammel stjerne, og på den måde kan vi gradvist stykke en stjernes liv sammen. Vi kommer til at revolutionere vores viden om stjernernes udvikling og opbygning med denne mission, det tør vi godt sige,« lyder det fra Hans Kjeldsen.
Læs også: DTU-forsker finder næsten 100 nye exoplaneter
Bevægelserne kommer fra store lydbølger, der løber rundt i stjernen og ændrer stjernens form og temperatur.
»Det er sådan, vi kan observere bølgerne og måle deres perioder og amplitude. Man kan sammenligne det med et orgel, hvor tonen også siger noget om, hvor stor orgelpiben er,« forklarer Hans Kjeldsen.
AU: Overraskelser er velkomne
For at kunne analysere bevægelserne helt præcist, er det igen essentielt med den store lysstyrke, for det er bl.a. ændringer i denne, der viser, at stjernen vibrerer.
På grund af AU-forskernes store indsigt i stjernehimlen, bl.a. pga. de utallige gennemtygninger af data fra Kepler-missionen, har Hans Kjeldsens hold da også stået i spidsen for udvælgelsen af en skare på hele 30.000 stjerner ud af de ca. 200.000, som teleskopet er planlagt til at observere.
Hans Kjeldsen håber, at TESS-missionens potentiale til at få feltet indkredset yderligere om de allermest interessante stjerner kan lukke nogle af de huller i viden, der stadig eksisterer i kølvandet på observationerne fra bl.a. Kepler- og Hubble-teleskoperne.
Læs også: To nyfundne planeter er det bedste bud på liv uden for Jorden
»Jeg er sikker på, at vi vil se effekter, som vi ikke er forberedt på, og som vi ikke forstår. Alt andet ville da også være kedeligt,« fastslår Hans Kjeldsen og fortsætter:
»Vi vil sikkert se rystelser, vi ikke havde forudset, såsom en anderledes frekvens eller amplitude. Vi får rygende travlt.«
Han forventer, at der kommer en lang stribe videnskabelige artikler ud af missionen, og derfor har han sammen med sin gruppe nedskrevet en hel køreplan for, hvordan de mange analyser af data kommer ud til offentligheden gennem peer-reviews.
»Da vi analyserede data på Kepler-missionen, var en af vores udfordringer, at vi aldrig fik tid til at sætte og ned og få tingene publiceret. Det vil vi i højere grad fokusere på denne gang, så det har vi en plan for. Vi får nye datasæt hver måned, og det tager flere måneder bare at tygge os igennem ét sæt, og sådan vil det fortsætte i mindst tre år. Så vi skal være meget strukturerede for ikke at drukne,« siger Hans Kjeldsen, som dog understreger, at der er indlagt plads til overraskelser undervejs.
»Vi glæder os helt vildt. Det er ikke en chance, vi får igen i vores levetid, så vi håber, at alt går godt ved opsendelsen,« siger Hans Kjeldsen.
Følg med hos Nasa allerede nu ved at klikke her: Se web-cast
