- Susanna Lewenhaupt
Tre år sedan premiären.
- Marcus Pettersson
Både i tid och rum.
- Susanna Lewenhaupt
Ett nytt år är här och äntligen är all den här ledigheten slut så vi kan komma tillbaka till arbete.
- Marcus Pettersson
Ja, för medan vi har varit ute och tomtat och tittat på nyårsraketer så har NASA, ESA och CSA skickat upp en liten... En lite större raket i rymden.
- Susanna Lewenhaupt
Efter lite förseningar så skickades den 25 december äntligen James Webb-teleskopet upp med en Ariane-raket från ESAs uppskjutningsanläggning i franska Guyana.
- Marcus Pettersson
En uppskjutning som av NASA beskrevs som perfekt. Ja, den gick till och med så bra att James Webbs livslängd kan ha fördubblats då den har placerats så exakt i sin bana att det bränsle som de hade planerat att använda för att justera den rätt under åren. Det kommer inte behöva användas i samma utsträckning. Bra jobbat ESA och Ariane 5.
- Susanna Lewenhaupt
Och sen James Webb skickades upp har den nu också tagit sig igenom de första kritiska stegen. Först att väckla ut solskyddet och sen att väckla ut spegeln i teleskopet.
- Marcus Pettersson
Ja visst, så nu är det bara några nagelbitande månader kvar av finjusteringar innan James Webb ligger på plats i Lagrange punkt två. Och kan blicka ut över universum.
- Susanna Lewenhaupt
Vilket betyder att vi har i alla fall lite tid på oss att berätta mer om James Webb. Hur det fungerar, är uppbyggt och vad det kan användas till.
- Marcus Pettersson
Ja, så vi har full koll sen när det är klart och den börjar skicka bilder och data tillbaka till jorden. Så, nu kör vi igång.
- Susanna Lewenhaupt
Jag heter Susanna Levenhaupt.
- Marcus Pettersson
Jag heter Marcus Pettersson.
- Susanna Lewenhaupt
Och du lyssnar på Har vi åkt till Mars än? Vi ska alltså prata om James Webb-teleskopet och vad det ska användas till, alltså att titta på rymden.
- Marcus Pettersson
Så innan vi börjar prata om själva teleskopet så får vi repetera lite rymd, tycker jag.
- Susanna Lewenhaupt
Göran Östlin, du är professor i astronomi och expert på galaxer. Vi ska prata om rymden och det är ju inte bara ett stort vetenskapligt område utan även stort i volym så att säga. Hur väljer du ut vilka galaxer du ska titta närmare på?
- Göran Östlin
Det beror ju på vilken frågeställning man är intresserad av. Och jag är främst intresserad av att försöka förstå varför en del galaxer börjar bilda jättemycket stjärnor helt plötsligt när de inte har gjort det så mycket den senaste tiden. Så då väljer jag ut galaxer som sticker ut på det sättet. De är väldigt blå, de har starka emissionslinjer som vi kallar det. Det är alltså... Det är ljus som kommer från gas i galaxerna som har hettats upp av de unga stjärnorna. Och det är ett väldigt bra sätt att se att här finns det en massa unga stjärnor.
- Susanna Lewenhaupt
Skulle du säga att det är extra aktiva galaxer?
- Göran Östlin
Det kan man verkligen säga. Det är på pricken kan man säga.
- Susanna Lewenhaupt
Det är på pricken?
- Marcus Pettersson
På pricken. Igen, det är så sannolikt på pricken. Men jag undrar så här, du säger att de plötsligt börjar... bilda mycket stjärnor. Vi pratar ändå om någonting som är väldigt stort och i en tid som är väldigt lång. Hur definierar man plötsligt?
- Göran Östlin
Ja, precis. Det är en jättebra kommentar. I det här fallet så betyder plötsligt att nu eller vi ser ju egentligen tillbaka i tiden men om vi bortser från det så bildas det mycket mer stjärnor än det gjorde för några miljoner eller några hundratals miljoner år sedan. Så det är ändå, vi talar om jag menar, vi mäter Efter att saker och ting händer, då pratar vi om miljoner år, inte om år.
- Marcus Pettersson
Hur ser man den förändringen? Hur mäter man den?
- Göran Östlin
Den kan man inte mäta i realtid, utan däremot så kan man titta på vad finns det för olika typer av galaxer i universum? Vid olika tidpunkter i universum. Vi kan titta tillbaka i tiden genom att titta längre och längre bort. Och då kan man se hur fördelningen av... typer av galaxer förändrar sig. Så det är ett sätt att få reda på att oj, nu har det börjat bildas mer och mer stjärnor i universums galaxer i genomsnitt. Det betyder ju inte att just den galaxen jag tittar på har betett sig så. Men däremot kan vi göra något som kallas då för galaktisk arkeologi, det vill säga att vi kan försöka bestämma hur mycket stjärnor som bildades i den här galaxen för lite längre sedan. Och det gör vi genom att försöka bestämma hur många stjärnor det finns med givna åldrar i galaxen. Är det bara unga stjärnor, ja då vet vi att galaxen är helt nybildad. Är det bara gamla stjärnor? Det finns sådana galaxer också. Då vet vi att då bildas det inga stjärnor nu. Alla stjärnor bildades för flera miljarder år sedan. Och så finns det då... mellan ting däremellan. Galaxier som kan man se då att de bildar inte så mycket stjärnor och helt plötsligt börjar de bilda stjärnor och sen slutar de med det igen. Och en del som bildar mer eller mindre konstant stjärnor men på en väldigt låg nivå.
- Marcus Pettersson
Och det betyder?
- Göran Östlin
Ja, det betyder att stjärnorna, eller att galaxerna byggs upp på olika sätt, att det finns olika mekanismer och då ett sätt att få galaxer att helt plötsligt bilda jättemycket stjärnor det är att ta två galaxer och krocka dem. Därför att då... stjärnor i galaxer ligger väldigt gles. De kommer inte krocka. Men gasmålen är fluffiga. Det är från kosmiska gasmål som stjärnor bildas. När vi slår ihop dem kommer de inte att kunna undgå att krocka med varandra. När de krockar med varandra förlorar de fart. Så faller de ner till tyngdkraftens centrum i den gemensamma galaxen. Då komprimeras de och blir tätare. Och då blir den till slut så täta så att de här gasmålen börjar kollapsa under sin egen tyngd och bilda nya stjärnor. Så att om man tar två galaxer som det är gas i och krockar dem, då blir det nästan oundvikligen så att det bildas jättemycket nya stjärnor på väldigt kort tid. Och så finns det då andra galaxer där det där går väldigt långsamt. Därför att det finns gas i galaxen och också... Så bildas det sådana här gasmål lite då och då som kan börja bilda stjärnor. Och när de börjar bilda stjärnor, ja då börjar det avgöra massa energirikstrålning, ultraviolletstrålning och sånt där som löser upp gasmålen. Och så bromsas det därinne. Så det är nästan en självreglerande process i de flesta galaxer som inte krockar.
- Marcus Pettersson
Hur många galaxer finns det?
- Göran Östlin
Vi vet inte riktigt hur många galaxer det finns. Det finns förmodligen oändligt många galaxer. Och då ligger de, ja. Per definition ligger de flesta utanför den observerbara delen av universum. För den delen är inte oändlig. Det bestäms av hur långt har ljusstrålar hunnit under universums livstid. Hur långt avlägssnackan de här objekten var för att hinna nå fram till oss. Men bara i vår observerbara del av universum finns det hundratals, tusentals miljarder galaxer. Så det är i princip... obegränsat antal galaxer och vi har studerat några tusentals eller kanske till och med några miljoner beroende lite på hur man svarar på frågan men det allra mesta är fortfarande helt okänt.
- Marcus Pettersson
Universum är oändligt stort men växer. Det går inte ihop.
- Göran Östlin
Att det växer oändligt stort. Så att om det bara för att det var oändligt stort så skulle det vara fruset så att säga och statiskt. Det är fortfarande så att, och det kan man visa rent matematiskt också, att saker och ting, eller olika saker kan vara oändligt stora men fortfarande vara olika stora. En oändlighet kan vara större än en annan oändlighet. Så att det finns ingenting som säger att någonting som redan är oändligt stort inte... kan bli ännu större. För vad skulle hindra det från att bli större? Var skulle det ta slut någonstans i så fall? Så att nu vet vi inte om universum är oändligt. Vi vet bara att det är väldigt, väldigt mycket större än den del vi kan se. Men det är mycket möjligt att det är oändligt. Och i så fall var universum egentligen oändligt hela tiden. Även vid Big Bang så var det oändligt stort. Och sen har det bara blivit väldigt mycket större.
- Marcus Pettersson
Det var oändligt fast samlat i en liten prick.
- Göran Östlin
Ja, den delen av universum som vi befinner oss i, som vi kan se, den var samlad i en liten prick. Bara det att det fanns oändligt många sådana prickar som var väldigt små och som idag är väldigt stora.
- Marcus Pettersson
Hur långt ser man idag?
- Göran Östlin
Man ser ungefär 13 miljarder ljusår bort. Och det beror lite på vad man menar med långt här. Men för de mest avlägsna galaxer vi kan se... idag så har ljuset varit på väg ungefär i 13 miljarder år. Så det har färdats ungefär 13 miljarder ljusår enligt en definition. Men sen är det ju så att universum växer ju också hela tiden så att det är lite svårt att tala om exakt hur långt bort en sak ligger eftersom avståndet hela tiden ändrar sig. Och hur långt avståndet var när ljuset sändes ut jämfört med hur långt det är idag. Det är två helt olika avstånd. Nu pratar vi om hur länge ljuset har färdats.
- Marcus Pettersson
Precis, för det vi pratar om nu är ett avstånd som inte är räknat i meter. Utan vi räknar ett avstånd som är räknat också i tid. Då pratar vi om 13 miljarder år ish. Det är så länge som man säger att ljuset har färdats, alltså sedan Big Bang.
- Göran Östlin
Mer eller mindre, lite efter Big Bang.
- Marcus Pettersson
Och det är storleken på universum, men universum är också oändligt.
- Göran Östlin
Det är storleken på det universum som vi kan observera. Det finns saker och ting i universum som ligger mycket längre bort, men där har inte ljuset hunnit hit än. Därför att ljusstrålarna skulle behöva längre tid på sig för sig att komma hit. Så en del av de sakerna kommer vi kunna se i framtiden, om vi kunde leva väldigt länge. Då skulle det observerbara universum bli större och vi skulle kunna se saker och ting som idag ligger bortanför vår horisont.
- Susanna Lewenhaupt
Så det handlar egentligen inte om att förfina verktygen eller förfina tekniken för att kunna se det. Utan det handlar om att låta ljuset färdas tillräckligt länge för att nå oss.
- Göran Östlin
Både och. Sen är det så att ju längre bort... Och någonting ligger. Desto svagare blir ljuset. Och då måste man förfina tekniken. Och dessutom blir ljuset rödförskjutigt. Och det beror på att universum expanderar. Så att allting i universum. Förutom då galaxer. För de är stabila och stjärnor flyger inte heller. Men galaxerna avlägsnar sig från varandra hela tiden. Och ju mer, ju längre bort galaxerna ligger. Och det betyder att man kan tänka sig det. Som att galaxerna flyger iväg från oss med en hastighet som ökar ju längre bort de ligger. Och om någonting färdas ifrån oss som utsänder vågor så kommer man få en doppelförskjutning som det heter. Är någonting på väg bort från oss då blir det förskjutet mot längre våglängder. Det vill säga rödare eller om det gäller ljud från till exempel en ambulans eller brandbil som far förbi oss så kommer det vara mot mörkare toner. Är det på väg mot oss så blir det blåförskjutet eller till högre tonhöjd, alltså ljusare toner. Så det gör då också att hur vi uppfattar galaxer som är väldigt avlägsna beror på deras avstånd. Och det är här som webbteleskopet då kommer in i bilden. Därför att är galaxerna tillräckligt långt borta? Då blir ljuset så rövförskjutet. Så i de våglängdsintervall som vi kan se med våra ögon så finns det inget ljus kvar. Allting har förskjutits ut till rödare våglängder. Och då spelar det ingen roll hur länge vi tittar. För vi kommer aldrig se någonting för det finns ingenting att se. Så vi måste titta vid längre våglängder för att ha en chans att se någonting överhuvudtaget. Tittar vi vid vanliga våglängder så kommer vi se en massa andra saker. Men vi kommer inte se de mest avlägsna. sakerna. Där finns det inget ljus att se längre. Inte för att det inte skickades ut något ljus vid de våglängderna utan för att det ljuset har förskjutits till så röda våglängder. Det här insåg man faktiskt redan när man hade skickat upp Hubble att de allra mest avlägsna galaxerna måste gå längre ut i infrarött. Då började man skissa på det som kom att bli webbteleskopet.
- Marcus Pettersson
Vad är James Webb-teleskopet för något?
- Göran Östlin
James Webb-teleskopet är ett satellitteleskop så det ska skickas upp i rymden. Det kan liknas vid Hubble-teleskopet, bara det att Webb-teleskopet är större och som vi tidigare pratat om kan observera infraröda våglängder vid längre våglängder än vad Hubble kunde göra. Dessutom kommer faktiskt inte Webb i strikt mening att vara ett satellitredskap. Det ska färdas ännu längre bort än omloppsbanan kring jorden. Det ska färdas till något som heter Lagrange punkt två där det kan ligga mer eller mindre i jämvikt och åka runt solen. utanför jordens bana men utan att behöva cirkla kring jorden utan kan ligga där på en stabil punkt som hela tiden ligger utanför jorden jämfört med solen. Så det gör också ett omlopp kring solen på ett år.
- Marcus Pettersson
Lagaragepunkterna är ju en slags gravitationspunkt. Finns det inte grejer där redan som James Webb kan krocka med?
- Göran Östlin
Det finns andra observatorier till exempel. Det finns säkert en högre... andel smågrus och stenar och sånt där också. Men på det stora hela är ju rymden väldigt tom. Det finns ganska mycket skräp kring jorden därför att jorden är ju en gravitations så att säga, det drar till sig saker och ting. I lagrangspunkterna kan det också finnas lite mer saker än omkring. Men de är inte helt stabila de här punkterna. Så det är ungefär som att vara på toppen av en kulle att du lägger en boll där. Den kan ligga kvar där, men om du petar lite på den så trillar den ner därifrån. Det krävs lite finlir för att sätta en sak i Lagrangepunkten och få den att stanna där.
- Marcus Pettersson
Eftersom att James Webb kommer att ligga i Lagrangepunkt 2, då ligger vi på motsatt sida från jorden som solen gör hela tiden. Så att jorden kommer att skugga hela tiden också.
- Göran Östlin
Ja, fast egentligen inte så mycket. Det skulle kunna göra så. Om man hade legat mitt i prick där borta... Då skulle man kunna använda jorden för att skugga webbteleskopet. Men i praktiken så kommer inte den punkten att vara tillräckligt stabil och ligga tillräckligt stilla där. I själva verket kommer webb att ha en liten bana kring den här Lagrange-punktens mitt och kommer egentligen inte att befinna sig i skugga av jorden hela tiden. Därför måste den ha den här skölden.
- Marcus Pettersson
Just det, för den tittar ändå bortåt från?
- Göran Östlin
Den tittar alltid bortåt från jorden och den vänder alltid samma sida mot solen. Därför gör det också att vilka delar av universum eller stjärnhimlen man kan titta på varierar med säsongen. Det är olika delar på sommaren och vintern.
- Susanna Lewenhaupt
Det känns som att det är känsliga grejer. Hur hållbart är det? Det ska ju ändå... Det måste ju utstå en hel del påfrestningar i det här teleskopet.
- Göran Östlin
Ja, men de här grejerna måste vara hållbara. Dels så ska de skaka och ha sig när de ska skjutas upp i rymden. Dels så är ju miljön i rymden annorlunda än på jorden. Det finns ingen atmosfär som skyddar dem. På jorden så skyddar atmosfären mot partikelstrålning och mot ultraviolettstrålning. Det skyddet finns inte där uppe. Och atmosfären skyddar oss också mot små grus-och dammpartiklar som brinner upp i atmosfären. Men som när de är uppe i rymden och träffar saker och ting faktiskt kan åstamka en del skada. Så det måste vara rätt pålitliga grejer och det måste finnas en del reservsystem så att saker och ting får inte vara för ömtåliga. För då kommer saker och ting gå sönder alldeles för fort.
- Marcus Pettersson
Ja just det. Och det var ju så med habbarna, man skickade upp den. Att Hubble inte funkade. Så då fick man skicka upp en mission för att laga den. Är det möjligt att skicka någon som lagar någonting på L2?
- Göran Östlin
Inte realistiskt sett så är det ju inte det. Visst skulle det ju rent tekniskt gå att göra. Men det skulle ta lång tid att utveckla. Och det skulle förmodligen vara dyrare än att bygga ett nytt webbteleskop och skicka dit.
- Susanna Lewenhaupt
Hur stor är risken att något går fel?
- Göran Östlin
Den är väldigt liten att något ska gå fel, men samtidigt så är det många saker som ska gå rätt. Och beroende på vilken sak det är så är det mer eller mindre kritiskt att det går rätt. Såklart att om det är till exempel ett litet problem med ett av instrumenten, ja då kanske man till viss del kan leva med det för man kan använda de andra instrumenten. Men om det är något problem med att fälla ut huvudspegeln eller sekundärspegeln eller den här solskölden, ja då... Då kan det äventyra hela projektet.
- Marcus Pettersson
Hur långt är ett sånt här projekt? När sattes projektet igång? Hur lång tid har det tagit från det? Först från idé till...
- Göran Östlin
Ja, det har ju tagit mer än 20 år. Jag tror att jag har varit med i det här projektet i 20 år. Idéerna kom ju redan i början på 90-talet, eller mitten på 90-talet kan man säga. Det var väl ungefär i slutet av 90-talet, början av det här årtusendet som man beslutade att man skulle börja utveckla projektet. Så ungefär 20 år sedan som man verkligen hade bestämt att okej nu bygger vi det här och nu skickar vi upp det och då tänkte man vi skickar upp det 2008-2009 någon gång och sen har det där skjutits fram varteftersom.
- Marcus Pettersson
Vilka olika instrument finns det på James Webb?
- Göran Östlin
Ja, det finns en hel uppsjöinstrument, i alla fall fyra stycken. En steg uppsjö? Ja, precis. Förutom då själva teleskopet, som då kanske vi ska nämna också, ska fällas ut under färden, vilket kommer att bli en riktig nagelbitare, att det där funkar som det ska. För att om det inte gör det, då är det stora problem. Men sen finns det då kameror och spektrografer. En kamera är helt enkelt vad det låter som. Något man tar bilder med. Och så kan man ta bilder i olika våglängder. Och då har man i praktiken olika filter som släpper igenom olika typer av ljus. Men så finns det också spektrografer. Och då delar man egentligen upp ljuset i mindre beståndsdelar. Så att man kan se spektrallinjer. Alla har sett regnbågen på himlen och det kan man säga är ett sorts spektrum. Där är det vattendroppar i atmosfären som tjänar som spektrografer i det här fallet. I vatten bryts ljus med olika våglängder olika mycket. Därför delas blått, rött och gult ljus upp av de här regndropparna. Vi kan se en regnbåge som går från violett till rött. Samma teknik använder man i en spektrograf. Då stoppar man in olika typer av glasbitar eller andra saker som bryter ljuset. Så studerar man ljuset från violett till rött. Men när det gäller webb så ska vi studera ljuset från infrarött till ännu mer infrarött. Det är själva tekniken. Så det finns då olika kameror och olika spektrografer.
- Marcus Pettersson
Ditt bidrag, hur är du inblandad i James Webb eller hur är Sverige inblandat i James Webb?
- Göran Östlin
Ja, så när man började tänka på det här med webb så började man sätta ihop olika sammanslutningar av forskare som började diskutera hur man skulle göra det här. Det är NASA som driver det här projektet, men redan från början så fanns det intresse också från Europa. Och då fanns det en idé om att NASA skulle bygga själva teleskopet och ett av de här instrumenten. ESA, det europeiska, skulle bygga ett annat instrument och dessutom stå för själva raketen. Och sen så hade man då identifierat också att det skulle finnas ett ytterligare instrument som kunde observera längre ut i infrarött. Och då föreslog man att okej, det kanske forskarsamhället kan bygga tillsammans, det amerikanska och europeiska. Och det instrumentet heter då MIRI. Och det har då byggts av tio ungefär europeiska länder och USA och ett av de länderna är då Sverige så att vi har varit med och bygga det här instrumentet och på så sätt så är vi involverade i projektet.
- Susanna Lewenhaupt
Det instrumentet som ska kunna se de här allra allra mest infraröda vågorna.
- Göran Östlin
Precis.
- Marcus Pettersson
Vilka svenska projekt kommer att använda sig av detta?
- Göran Östlin
Vi har ju varit med och byggt Myri och de som har gjort en investering i både tid och material i det här får som belöning ett antal hundra timmar att använda med webbteleskopet. Och då är ju de som i Sverige har varit med och utvecklat Myri-projektet får ta del av det här. Så det håller vi på med just nu och bestämmer. Vi har redan bestämt hur vi ska använda den här tiden men nu håller vi på att prata om hur vi ska analysera data när de kommer, vem ska göra vad och så vidare. Så det där är det febril aktivitet på. Sen så finns det ju andra instrument på webb också som vi också kommer att använda. Och dessutom är det ju så att webb delar ut massa, den mesta av tiden delas ut till projekt som söks i konkurrens. Man får skriva ansökningar som då blir granskade och beviljade. Och där finns det också en hel del svenskar som är involverade i sådana här uppgifter. öppna projekt. Så att jag försökte uppskatta totalt sett så var det väl närmare 25 svenska forskare som involverade i olika projekt på webb på olika sätt.
- Marcus Pettersson
Och vilka tycker du är mest spännande? Vad vill du se?
- Göran Östlin
Jag kommer personligen då att leda ett projekt som handlar om att titta på det här Hubble Ultra Deep Field. Alltså ni har säkert sett de här bilderna av de allra mest djupa exponeringar som Hubble-teleskopet har tagit där man ser tusentals galaxer, pyttesmå. Och som sagt, de där observationerna går bara ut till en viss våglängd. Och med Miri ska vi då observera samma område fast. Med mycket längre våglängder. Och det tycker jag kommer att bli väldigt spännande att se vad vi verkligen kommer att kunna se där vid längre våglängder. Sen ska vi göra en massa andra saker. Vi ska mäta hur olika avlägsna galaxer rör sig. Vi ska räkna stjärnor i närbelägna galaxer som kanske är unga. Men för att försöka förstå om de kanske också har äldre, det vill säga rödare stjärnor. Och sen finns det en massa andra intressanta projekt som handlar om exoplaneter. protoplanetära skivor där det kan bildas nya planeter. Det finns en väldigt stor projektkatalog om man tittar över hela webb vad forskarsamhället tänker att göra.
- Marcus Pettersson
Finns det möjlighet att ni tittar på den här bilden där det tidigare var tusentals galaxer men väldigt mycket tomrum. Och så tar ni en bild nu med IR och så är den helt fylld bara täcker hela.
- Göran Östlin
Ja, det kommer tyvärr förmodligen att vara på det sättet. Därför att det mesta som täcker där är inte saker och ting som är ute i rymden. Utan det är saker och ting som sker i teleskopet. Eller lite närbelägnade av material som finns i närheten av jorden och teleskopet. Men om man nu bortser från det, för det ska vi försöka kalibrera bort i data. Och se att det verkligen ligger massa saker och ting mellan galaxerna. Det vore sensationellt. Det är inget vi förväntar oss att se i de här längsta våglängderna. När vi tittar på avlägsna galaxer, det finns saker och ting som lyser där, men jag tror inte att det kommer vara tillräckligt mycket ljus där för att vi ska kunna se det. Men det är klart att tittar man in i galaxer i mer detalj så kommer man kunna se längre in i de här galaxerna än vad man kan göra vid optiska våglängder. Det här stoftet som finns också i galaxer som skymmer ljuset, det är mera genomskinligt ute i infrarött. Så man kommer kunna se längre in i galaxernas hjärta med webben man kunde göra förut.
- Marcus Pettersson
Vi kommer enklare kunna studera exoplaneter i andra galaxer.
- Göran Östlin
Det kommer inte vara enkelt att göra det i andra galaxer men det kommer definitivt bli enklare. Alltså att studera exoplaneter i andra galaxer det är ju en väldigt intressant sak och det är någonting som faktiskt kommer att kunna gå att göra inom kanske ett årtionde. Om Webb kan göra det, det vet jag faktiskt inte. Om det har tillräcklig känslighet, kanske.
- Susanna Lewenhaupt
Saker att prata om framöver. Åändlighet! Jag behöver veta mer om universums storlek, känner jag. Både i tid och rum.
- Marcus Pettersson
Och jag vill prata om exoplaneter i andra galaxer. För det verkar ju helt sjukt galet att man kan titta på det.
- Susanna Lewenhaupt
Men innan det håller vi oss till lite mer jordnära exoplaneter. Alexis Brandecker är universitetslektor i astronomi på Stockholm universitet. Och har gästat oss för ett par år sedan och pratat om hur man hittar exoplaneter.
- Marcus Pettersson
Och idag ska vi prata om en specifik exoplanet som han tittat på. Alexis, berätta.
- Susanna Lewenhaupt
Vad är det för en planet?
- Alexis Brandeker
Ja, den här pleiadeten som heter Jansen då, eller 55 Cancri e som vi känner den. Det är en speciell planet, den är ungefär dubbelt så stor som jorden. Men det som är speciellt med den är att den går mycket närmare sin stjärna än jorden går solen. Den är så nära sin stjärna att ett år för den här planeten bara är 18 timmar långt. Väldigt kort.
- Susanna Lewenhaupt
Det är jättenära.
- Alexis Brandeker
Ja, det är jättenära. Om man skulle stå på den planeten, vilket man inte kanske ska göra för att det är för varmt, men... Om man skulle göra det så skulle solen, som är ungefär lika stor som vår sol, den skulle se ut att vara typ 60 gånger större på himlen, bara för att man är så nära solen. Så att det skulle täcka stora delar av himlen.
- Marcus Pettersson
Vad är den gjord av för att klara de temperaturerna?
- Alexis Brandeker
Ja, den är nog ganska lik jorden, tror vi. Alltså en stenplanet, ingen gasjätte eller någonting. Den är en stenplanet, bara att den är lite dubbelt så stor. Och den har ingen jättestor atmosfär heller, vad vi vet. Man har inte kunnat hitta någon atmosfär runt den. Så det är lite det av det. vad vi vill göra nu, att försöka upptäcka en atmosfär med det nya teleskopet.
- Susanna Lewenhaupt
Ja just det, och det ska vi komma tillbaka till snart. Men först måste vi prata lite mer om just planetens avstånd till solen. Alltså den går ju, den snurrar på 17 timmar runt någonting som för jorden tar ett år, runt en ungefär lika stor stjärna. Den måste ju som nästan röra vid ytan.
- Alexis Brandeker
Ja, nej, det gör den inte, men den är väldigt nära som sagt. Det gör att det blir så väldigt varmt att ytan faktiskt smälter. Även om det är stenyta så blir det på dagsidan i alla fall som en stor lavapool, lavaocean tror vi. Och den här lavan, stenen då, det blir så varmt att den till och med förångas lite grann. Så det kanske finns en tunn mineralatmosfär som består av mineraler och det är det vi är ute efter.
- Marcus Pettersson
Dagsidan säger du? Är det alltid samma sida?
- Alexis Brandeker
Ja, det är en bra fråga för det är det man tror att alla de här planeterna som är så väldigt nära sina stjärnor, det här är inte den enda planeten, det är en av dem som är närmast sin stjärna, men det finns andra planeter också. De visar samma sida mot stjärnan tror man hela tiden, ungefär som månen visar samma sida mot jorden. Och det beror på att gravitationen, om den inte gjorde det så skulle gravitationen bromsa planetens rotation så att den roterar precis på samma tid som den går runt stjärnan. Men just i det här fallet så misstänker vi att den kanske inte gör det. Och det är en av de sakerna vi också vill undersöka. Och att den inte gör det, ett tecken på det är att den varmaste punkten på planeten som man har sett genom att studera den med infraredteleskop den verkar inte vara på den sida av planeten som är närmast stjärnan utan den verkar vara förskjuten lite. Och det är någonting vi har på jorden också. Att det är inte som varmast mitt på dagen på jorden utan det är varmast på eftermiddagen på grund av att jorden roterar. Så det här skulle kunna vara ett tecken på att den här planeten faktiskt roterar i en annan takt än att den är bunden.
- Susanna Lewenhaupt
Vad är det för lag som säger att den ska stanna med en bunden rotation?
- Alexis Brandeker
Ja, det är gravitationslagen kan man säga. Det är ingen riktig lag så att det måste vara bunden rotation. Utan det är så att om den inte är bunden rotation så bromsas den av tidvatteneffekter. Det är faktiskt samma sak som tidvatten på jorden. Vi har ju tidvatten. Och det beror på att månen utövar sin gravitation på jorden och jorden saktar ner faktiskt sin rotation. Så att så småningom så kommer jorden och månen förmodligen ha samma rotationsperiod. Så att jordens dygn kommer vara lika lång som en månad, så småningom.
- Marcus Pettersson
Så småningom?
- Alexis Brandeker
Ja precis, det är väl någon miljard år dit i alla fall.
- Susanna Lewenhaupt
Och så detta gäller då, du säger månen och jorden, så det är samma förhållande då då vad gäller? planeter och solen?
- Alexis Brandeker
Man kan säga så att ju närmare planeten är solen desto större är den här inbromsningseffekten av rotationen. Så att visst om man har planeter som är långt ifrån solen, som jorden till exempel, relativt vår sol så påverkas inte den av solen speciellt mycket. Det påverkas lite grann, men det tar väldigt lång tid för den att bromsa ner så pass mycket att den skulle visa samma sida mot solen.
- Susanna Lewenhaupt
Är detta då någonting som vi ser i vårt solsystem, att man på våra åtta planeter att de roterar i olika hastigheter? Eller är det bestämt var de ligger i bana?
- Alexis Brandeker
I jämförelsevis så är alla våra planeter långt ifrån solen. Men Mercurius har faktiskt en rotation som är nästan... Den är bunden men den är inte helt, vad man kallar, synkron. Den roterar inte precis samma hastighet utan den roterar tre varv runt sin axel på varje två varv som den går runt stjärnan under solen. Den kallaste platsen i solsystemet är Mercurius baksida trots att Mercurius är den planet som är närmast solen. Och det beror på... på att den roterar så otroligt långsamt och inte har någon atmosfär att det blir extremt kallt på natten där. Så man skulle kunna tänka sig att det händer samma sak på Jansen. Men nu vet man att det händer faktiskt inte för man har tittat inför det som sagt och man har sett att den är faktiskt ganska varm på nattsidan också. Så det är också en indikation på att den kanske inte har en helt bunden rotation alltså synkron rotation. Den faktiskt roterar lite. Eller så kan det vara så att den har en liten atmosfär. som transporterar värme från dagsidan till nattsidan. Det kan det också vara. Och det är någonting vi kommer få ta reda på.
- Marcus Pettersson
Hur valde du just den här planeten att titta närmare på?
- Alexis Brandeker
Det var just för det här mysteriet med den varmaste sidan. Varför den inte var riktad mot stjärnan själv. Det var det som lockade mig till att börja med. Och just att den är så nära stjärnan gör att vi kan mäta planeten, vad planeten består av. Och det är ju ganska unikt också. Normalt så måste man åka dit med rumsonder för att gräva lite ytan och analysera ytan. Men i det här fallet så är planeten så nära ytan att ytan faktiskt smälter och bildar gas. Och den här gasen kan man då se med framtida teleskop och studera den. Så då kan vi få en idé om vad ytan består av och det är unikt.
- Marcus Pettersson
Men vad tittar du på nu innan det här teleskopet är igång?
- Alexis Brandeker
Ja, då har vi då förstås Cheops som sköts upp. strax efter att vi träffades förra gången för två år sedan. Och Cheops har ju varit enormt produktiv med att observera en massa olika planeter. Bland annat faktiskt den här planeten, så den har vi tittat på också. Och det vi tittar på då är reflektiviteten på ytan till exempel. Hur ljus är planeten? För det säger också någonting om vad ytan består av.
- Marcus Pettersson
Är det då planetens eget ljus eller ljus från stjärnan?
- Alexis Brandeker
När jag säger ljus då menar jag hur mycket. Och ljus reflekterar. Om det till exempel skulle vara en svart planet så skulle man inte se så mycket. Om det är en vit planet så ser man ganska mycket. Och det är bara reflekterat ljus. Den har ju värmeljus också men då måste man titta infrarött.
- Marcus Pettersson
Och det kan du inte göra riktigt än?
- Alexis Brandeker
Nej, det väntar vi på James Webb för att göra.
- Susanna Lewenhaupt
Du tittar på den med Keops. Ja,
- Alexis Brandeker
man hittar... Man hittade den först med radialhastighetsmetoden. Man såg att stjärnan svängde lite fram och tillbaka. Det här är en ljus stjärna. Man studerade den med radialhastighetsmetoden. Man tar flera spektrum och ser om stjärnan rör sig eller inte. Man har hittat flera planeter. Det finns fem planeter i systemet. Det här var den fjärde planeten som man hittade. Den är längst innerst. Det man gjorde sen var att man letade efter passager av planeten. Om man vet att det finns planeter runt en stjärna och man har tur så passerar planeterna framför stjärnan och skuggar stjärnan litegrann eller skymmer lite av ljuset. Och det man kan göra då är att man kan få en massa extra ny information till exempel om hur stor planeten är. För ju större planetet desto mer skymmer den av ljuset så där kan man mäta storleken på planeten. Den här planeten var den enda planeten i det här stjärnsystemet som gick framför stjärnan. De andra är lite längre ut i solsystemet och går inte framför stjärnan sett ifrån jorden. Så det var det man gjorde. I och med att den gick framför stjärnan och passerade framför stjärnan så kunde man göra en massa nya mätningar. Det har man gjort också med infraröd teleskop, Spitzer till exempel, som ett infraröd teleskop. Man observerade den väldigt noggrant och det var därför man kunde se att den varmaste punkten inte sammanfaller med den. punkt som är närmast stjärnan. Och så har man försökt med Hubble, rymdteleskopet Hubble, och letat efter en atmosfär, men man har inte hittat någon atmosfär kan man säga, runt planeten. Så det verkar vara det är ingen gasjätt i alla fall, det verkar vara mer en stenplanet utan atmosfär, eller en väldigt tunn atmosfär.
- Susanna Lewenhaupt
Ja, precis, för du sa innan att den kan ha atmosfär ändå.
- Alexis Brandeker
Ja, den kan ha en atmosfär. Men sen är det så att även om det inte funnits någon atmosfär så skulle den... Den bildar atmosfär genom att ytan förångas. Den här mineralatmosfären måste finnas i alla fall för det finns ingen annanstans för ångan att ta vägen än att den bildar en slags atmosfär. Så det kommer den ha åtminstone. Men utöver det kan den även ha en kanske lite mindre tunn atmosfär. Men det får vi se vad den består av för det är just det vi vill ta reda på.
- Susanna Lewenhaupt
Hur långt bort ligger den här planeten?
- Alexis Brandeker
Den ligger runt en stjärna som är 40 ljusår bort från solen ungefär. Det är en av de närmare systemen. Det är också ett skäl till att det här är ett sådant intressant system. För att det gör att stjärnan blir väldigt ljus. Man kan få mycket signaler från stjärnan. Och det gör att man kan studera den med många fler instrument. Till exempel spektrografer och sådär. Så att man kan göra mycket mer saker på den här stjärnan än man kan göra om den hade funnits betydligt längre bort.
- Susanna Lewenhaupt
Vi har ju lärt oss av dig och andra tidigare att planeter gärna migrerar. Och att de kanske inte är säkra på att de bildades där de ligger i bana. Vad kan vi då få slutsatser om det här systemet?
- Alexis Brandeker
Ja, det är en väldigt viktig punkt där. För det har att göra med hur planeter bildas och var de bildas i systemet. Och hur det går till när unga system blir äldre. Hur stor del av planeterna till exempel förlorar man genom att de migrerar in i stjärnan och försvinner. Det är något som är högaktuellt nu inom planetforskning. Just i det här systemet så vet vi att den inte har bildats så nära som den är just nu. Det går inte att bilda en planet så nära. Det finns inte tillräckligt mycket grundmaterial. Det måste ha bildats längre ut i solsystemet. Men hur långt ut är inte klart. Hur långt ut den bildas har en effekt på vad den består av. Till exempel om den bildas väldigt långt ut så skulle man tro... Att den förmodligen har en större andel vatten i sig, eller is, än om den har bildats lite längre in. Det är någonting vi kan se i solsystemet, där de yttre planeterna är betydligt vattenhaltigare än de inre planeterna i vårt solsystem. Det är av den anledningen. Och i det här systemet så vet vi inte riktigt var den har bildats, men förmodligen har den bildats för innanför den här så kallade vattenlinjen som man brukar ange för att särskilja planeter innanför som är mer steniga. planeten utanför som är mer vattenhaltiga.
- Susanna Lewenhaupt
Men vi har väl ganska mycket vatten på jorden, har vi inte det?
- Alexis Brandeker
Ja, det beror på vilket perspektiv man har. Jorden är väldigt vattenfattig om man jämför med de yttre planeterna. Det är bara en halv promille eller så av jordens massa som är vatten. Det kan man jämföra med de yttre ismålande exempel runt Jupiter som har nästan 50% vatten, så det är betydligt, betydligt mer vatten där. Så frågan är, okej, det är lite vatten. Men ändå är det ju inte noll. Och då är frågan varför är det inte noll då? Så varför har vi så mycket vatten ändå? Så vattnet på jorden måste jag tro man har kommit hit på något sätt. Det bildades förmodligen inte med vatten jorden ursprungligen. Utan det är någonting som har levererats senare efter att jorden har bildats. Och hur det har levererats är en väldigt aktuell fråga inom astrobiologi. Därför att om det har levererats vatten till jorden så har det förmodligen... Samma mekanism levererar vatten till både Venus, Mercurius och Mars. Det finns ingen anledning till att inte de också ska ha fått vatten. Men vi vet idag att de har betydligt mindre vatten än jorden, ännu mindre än jorden. Så då är frågan varför då?
- Susanna Lewenhaupt
Och vad är svaret?
- Alexis Brandeker
Vad det gäller Mercurius så är den lite för liten för att behålla vatten. Så att vatten, om det bildas en att, det blir lite för varm också så att vatten helt enkelt förångas. Och så försvinner det ut i rymden. Vad det gäller Venus så har den en väldigt... torr atmosfär som är väldigt varm också och där tror man att vattnet helt enkelt har förångats så att det funnits i atmosfären ursprungligen men när vattenånga bildas i atmosfären så slås det sönder av solens UV-strålar till syre och väte och väte kan sedan vätgasen kan sedan försvinna ut i rymden för den är så lätt. Vad det gäller mars så tror man att mars var ganska lik jorden till att börja med. När det bildades för upp till tre miljarder år sedan var utvecklingen ganska lik mellan jorden och Mars. Men av någon anledning så försvann Mars atmosfär. Det gjorde att det vatten som fanns där antingen förångades och försvann ut i rymden som på Venus. Eller så fastnade under ytan på Mars. Frös till. Det vet man idag att det finns en massa vatten på Mars fast den är frusen under ytan.
- Susanna Lewenhaupt
Har det också att göra med att man behöver en atmosfär för att ha flytande vatten?
- Alexis Brandeker
Ja, precis. Så det är därför som man inte har flytande vatten idag på mars, men man tror att det har funnits några miljarder år sedan.
- Marcus Pettersson
Du har tittat på data som du har fått från Cheops och andra teleskop. Nu när du tittar vidare på den, är det då för att bekräfta det du antar?
- Alexis Brandeker
Ja. Det är lite förutsättningslöst faktiskt. Vi har vissa idéer som vi har kommit fram till om hur det skulle kunna vara. För att försöka förklara observationerna så har vi vissa idéer, hypoteser om hur det skulle kunna vara. Och nu vill vi se hur det verkligen är genom att studera planeten med James Webb. Till exempel det här med att rotationen inte är helt synkron, att den roterar med en annan hastighet. Eller att det finns en mineralatmosfär. Och vi vet ju inte vad planeten består av i detalj, men vi gissar att den består av sten. Det vill säga silikater, kiseldioxid och sånt. Och då kan man räkna ut hur atmosfären borde se ut om den består av samma material som jorden ungefär. Och genom att observera nu så kommer vi kunna se om det verkligen består av kiseldioxid. Det kan också vara så att den är ganska vattenhaltig, att den faktiskt består av lite is, vilket vi inte tror. Men det är ju möjligt att den gör det. Och då kommer man kunna se vatten i atmosfären och även syre kanske och koldioxid, kolmonoxid och så vidare.
- Marcus Pettersson
Och vad är det i... Det nya teleskopet som gör att du kan se de här sakerna som du inte kan se nu?
- Alexis Brandeker
Ja, det är just för att den är känslig införrött och har möjlighet att göra en sån här spektroskopisk mätning införrött. Så man kan se de kemiska fingertrycken av de här molekylerna. Så vi kan identifiera vad atmosfären består av. Det kan man inte göra med ett annat instrument. Och man måste göra det här från rymden. Eftersom när mätningar går till så att man måste ha en väldigt stabil förhållande. Där teleskopet först tittar på stjärnan när planeten är bredvid stjärnan. Och sen tittar den på stjärnan när planeten är bakom stjärnan. Och så jämför man de två mätningarna. Och så ser man... Och i differensen så ser man vad det är som kommer från planeten och vad som kommer från stjärnan.
- Susanna Lewenhaupt
Du ska mäta när planeten är bakom stjärnan. Det är alltså en omvänd passagemetod.
- Alexis Brandeker
Ja, precis. Vi kallar det för förmörkelse. När planeten blir förmörkad av stjärnan.
- Marcus Pettersson
Hur vet man vilket ljus... Det känns som att det skulle drunkna lite i stjärnan. Det man tittar på.
- Alexis Brandeker
Ja. Jo men så är det, att det helt domineras. När man tittar på systemet från jordens avstånd så ser man bara stjärnljuset. Man ser stjärnljuset och planetsljuset men det drunknar bara i stjärnan. Stjärnan är miljarder gånger ljusstarkare så man ser bara stjärnan. Så det man får göra är att man får ha lite trick där man tittar när planeten, just när den är bakom stjärnan eller framför stjärnan. När den är bakom stjärnan så ser man ju bara stjärnan. och när den är lite bredvid stjärnan så ser man både stjärnan och planeten. Så även om stjärnan är mycket, mycket ljusstarkare om man då drar bort ljuset från när planeten är bakom stjärnan om man bara har stjärnans ljus ifrån fallet när man har både stjärnan och planeten då får man ju bara planeten kvar. Så det är därför man kallar det för en differentiell mätning. Precis, det är det som gör att det är så utmanande för att man måste se den här väldigt, väldigt lilla signalen jämfört med den stora, stora signalen från stjärnan.
- Susanna Lewenhaupt
Men vad... Exakt vad är det ni mäter då när den här lilla lilla förändringen, när planeten går bakom stjärnan?
- Alexis Brandeker
Vi mäter ljuset i infraröda våglängder, runt 4-5 mikrometer så mäter vi ljuset och så har vi delat upp ljuset som ett spektrum, som en regnbåge i de våglängderna som alltså är infrarött.
- Marcus Pettersson
Och då kan ni se vad det är för ämnen som det består av planeten?
- Alexis Brandeker
Precis, för till exempel vatten har andra signaturer än koldioxid och än kiseldioxid och så vidare. Alla ämnen har unika egna, precis som fingeravtryck hos människor ser olika ut, ser alla ämnens spektralinjer olika ut, så man kan identifiera dem. Det är så man tar reda på saker som är på astronomiska avstånd överhuvudtaget, till exempel stjärnor. Hur vet vi vad de består av? Man kan inte åka dit och ta prover, utan då ser man på ljuset från stjärnorna vad de består av. Jag är upp med att... De här kemiska ämnena som finns i stjärnorna, olika element och så, de har sina egna spektrala fingeravtryck som man kan mäta. Så kan man jämföra med motsvarande kemiska ämnen på jorden och se att de har samma ämnen på jorden. Så kan man identifiera dem och så kan man se vad stjärnorna består av. Och det är ju någonting som är ganska spektakulärt om man tänker på det. Att man faktiskt kan ta reda på vad stjärnorna består av.
- Marcus Pettersson
Det är spektakulärt. Det är ju verkligen superhäftigt. Men vad är själva nyttan med det?
- Alexis Brandeker
Ja, det är som i vetenskapen, mycket i vetenskapen, det är ju små pusselbitar som man lägger till ett jättestort pussel. Och allt det har att göra med att vi försöker förstå hur planeten bildas och hur förutsättningarna för liv ser ut på andra planeter i universum. Är vi ensamma? Allt kopplar till de här stora frågorna. Och vi vet inte kanske i förväg vilka som är de viktigaste pusselbitarna, utan det är någonting vi får titta efter.
- Marcus Pettersson
Från det att James Webb är uppskjuten till dess att du kan ta emot data därifrån och arbeta med det. Hur lång tid pratar vi om där?
- Alexis Brandeker
Ja, först måste ju teleskopet åka iväg till en plats, till sin omloppdala som den ska vara i. Sen så måste den fälla ut spegeln och alla sina instrument. Alltid detta tid och sen så ska den kalibreras också. Hela kalibreringsprocessen tar sex månader eller någonting. Så att det är först då om sex månader efter uppskjutningen som man tror att den kommer kunna ta riktiga data. Sen mina data, de som kommer från Janssen då. De kommer man inte kunna se direkt i början utan då får man vänta till ungefär december, mellan december och april nästa år då. Det är då som Janssen befinner sig i en bra riktning. James Webb kan observera den. Så det är först då det är det observationfönstret som finns för det här systemet.
- Susanna Lewenhaupt
Och när den då tittar på din planet, eller din stjärna, hur länge gör den det då?
- Alexis Brandeker
Jag vill ju titta på när planeten går bakom stjärnan. Och varje sån observation, jag vill göra fyra såna observationer när den går fyra gånger. Då måste man titta vid speciell tidpunkt förstås. För det händer ju inte hela tiden. Totalt sett kommer den att spendera 25 timmar på det här. Genom att titta på de här fyra observationerna. Och då räknar man även med tiden det tar för teleskopet att flytta sig till stjärnan och sådana saker. Så det är mycket overhead.
- Susanna Lewenhaupt
Okej, så då tittar den på själva passagen, eller bakom passagen, och sen så tittar den på något annat. Har några andra saker i 17 timmar, sen går den tillbaka.
- Alexis Brandeker
Ja, exakt.
- Susanna Lewenhaupt
Bra, effektivt användande.
- Alexis Brandeker
Jo, men det är roligt. Och det finns även andra program som ska titta på Jansen, som tittar på lite andra saker. Det finns ett program som är mer inriktat på att bara titta på atmosfären, men med andra instrument. James Webb har ju flera instrument så det är ett som jag använder som går lite mer längre våglängder som kommer titta på lite andra saker den kommer kanske se andra ämnen i atmosfären om det finns om
- Susanna Lewenhaupt
jag vill se stjärnan själv men inte har de här olika instrumenten eller eget observatorium. Är det en stjärna i alla fall som jag kan se hemifrån?
- Alexis Brandeker
Ja faktiskt, det här är en väldigt ljusstark stjärna. Man kan inte se planeten men man kan se stjärnan. Det är en stjärna som är synlig för blått ögat och den är dessutom synlig från stora delar av jorden för den ligger i kräftans stjärnbild. Cancri är cancer i kräftan på latin. Cancri är... Ja, någon latinsk böjningsform. Så den kan man se i kräftans stjärnbild. Och kräftan syns bra nu. Under vinter kan man se kräftans stjärnbild.
- Susanna Lewenhaupt
Yes kids, it's true. Så det är bara att gå ut en stjärnklar natt, lägga er på rygg med Votme i lurarna, titta mot kräftans stjärnbild och drömma er bort till Jansen. Denna dröm... plats i universum.
- Marcus Pettersson
Det ska jag göra i väntan på nästa avsnitt som också kommer handla om exoplaneter. Vi ska bland annat prata om det här med att titta på exoplaneter i andra galaxer. Sjukt galet!
- Susanna Lewenhaupt
Vi hörs då. Och just nu hörs musik av Armin Pendek.
- Marcus Pettersson
Jag heter Marcus Pettersson.
- Susanna Lewenhaupt
Jag heter Susanna Levenhaupt.
- Marcus Pettersson
Har vi åkt till massen görs på Beppo av Rundfunk Media.
-
Hallå, programmet gjordes av Rundfunk Media.
