AST1010 En kosmisk reise Forelesning 16: Eksoplaneter og jakten på liv Innhold BeCngelser for liv Den beboelige sonen Metoder Cl å finne eksoplaneter Hva har vi funnet hill? 1
AST1010 - Liv i universet 4 2
BeCngelser for jordlignende liv Vann i flytende form. Karbon: Et atom som kan være en hoved- byggestein for organisk liv energi blir frigjort ved brenning, dvs. oksidasjon av karbon. En energikilde Stabile becngelser over lang Cd, hundervis av millioner av år. 5 Vann Vann er den ene, avgjørende becngelsen for liv slik vi kjenner det! Vann ved rikcg temperatur, ikke for varmt eller kaldt. 6 3
Den beboelige sonen Fem måter å finne planeter på Dopplermetoden - fra variasjon av stjernens hascghet langs synslinjen. Egenbevegelsen - fra variasjoner i stjernens posisjon. Formørkelser - intensitetsvariasjoner idet planeten passerer stjernen. Mikrolinsing - lys fra en \ern stjerne bøyes li] av idet det passerer en masse. Direkte observasjon av planeten. 8 4
Dopplermetoden Dopplermetoden 10 5
Observert Doppler- bevegelse AST1010 - Planetsystemet 11 Massesenter (ikke pensum) Massesenterets posisjon x er bestemt av Mx = m(r x) Mx = mr mx (m + M)x = R x = m m + M R 6
Ville Dopplermetoden ha oppdaget Jupiter? Jupiters masse utgjør 71% av planetmassen i solsystemet. Vi neglisjerer derfor de andre planetene. m = Jupiters masse, M = solas, R = Jupiters avstand fra sola. m =1.898 10 27 kg, M =1.988 10 30 kg R = 7.784 10 11 m Gir x = 7.425 10 8 m Dette er noe større enn solas ekvatorradius. Omløpstid for sola rundt tyngdepunktet = T = Jupiters omløpstid = 11.86 år = 3.74 10 8 s Omkrets av banen : O = 2πx = 4.67 10 9 m. Fart : v = O T =12.5m /s Transi]metoden 7
Gravitasjonell mikrolinsing 8
Slik kan det se ut Astrometri Direkte oppdagelse Andre metoder 9
Blå=Doppler, grønn=transi], oransje=mikrolinsing, rød=direkte Pulsarplaneter 10
Hjemløse planeter Courtesy W. M. Keck Observatory 11
Romteleskopet Kepler 12
10/20/14 13
Planeter i den beboelige sonen 14
15
Den minste eksoplaneten (Cl nå) Hva har vi lært om dannelse av planetsystemer? Ekstrasolare planeter finnes i bane rundt en betydelig andel av sollignende stjerner. Ca. 10% har kjempeplaneter innenfor noen få AU, omtrent 30% har le]ere planeter. Stort mangfold, både i masse og avstand fra stjerna. Tunge grunnstoffer, målt av forholdet mellom mengden jern og mengden hydrogen, Cl morstjerna spiller en vikcg rolle i planetdannelsen. Solsystemet er forholdsvis utypisk, men det kan skyldes at observasjonsteknikkene favoriserer oppdagelsen av tyngre planeter nær sin morstjerne. 16
Biologiske signaturer Entydige markører av biologisk akcvitet. Eksempler: Oksygen og metan. Galileo- sonden fant liv på jorda i 1990! FremCdige prosjekter GAIA James Webb Space Telescope (JWST) PLATO EChO 17
18
19
Nerdemoro Du kan hjelpe Cl med å lete e]er planeter: Gå inn på h]p://www.planethunters.org Hvis du har en smar]elefon, kan du også more deg med exoplaneter via appen Exoplanet (ios). Hva med intelligent liv? Sannsynligheten for sivilisasjoner på planeter rundt andre stjerner i vår galakse Drakeligningen. LyLng e]er signaler SETI (Search For Extraterrestrial Intelligence). 40 20
Drakeligningen N = R * f p n e f l f i f c L N = antall teknologiske sivilisasjoner i galaksen. R* = dannelsesrate for høvelige stjerner i galaksen. f p = brøkdelen av slike stjerner som har planeter. n e = antall høvelige planeter pr stjerne med planeter. f l = brøkdel av slike planeter hvor liv fakcsk oppstår. f i = brøkdel av disse planeter som har intelligent liv. f c = brøkdel av planeter med teknologisk kultur som kan og vil sende signaler ut i rommet. L = levecden for en teknologisk avansert sivilisasjon. Typisk escmat: 1 < N < 10,000,000. 41 InnseLng i Drakeligningen N = R* f p n e f l f i f c L R* ~ 5 <1, 10> f p ~ 0.8 <0.5, 1.0> n e ~ 0.5 <0.1, 3.0> f l ~ 1.0 f i ~ 1.0 f c ~ 1.0 <0.1, 1.0> (?) L ~ 1000 <100, 10 6 > N ~ 2000 <0.5, 3 10 7 > Brøkdel ~ 10-8 Avstand ~ 500 ly 42 21
SETIs radioøre LyLng med bl.a. Areciboantennen. LyLng på frekvenser 10 3-10 4 MHz pga. lav bakgrunnsstøy. Også på 21 cm fordi de]e er en mye brukt vitenskaplig frekvens. AST1010 - Liv i universet 43 Du kan hjelpe Cl Lån bort datamaskinen din Cl SETI når du ikke bruker den selv. SETI@home: h]p://secathome.ssl.berkeley.edu/ 22
Neste forelesning: Melkeveien 23