– Finns det liv på andra planeter i universum? Den frågan finns i bakgrunden för mig hela tiden, säger Markus Janson, professor i astronomi vid Stockholms universitet.

Markus Janson forskar om exoplaneter, det vill säga planeter som kretsar kring andra stjärnor än vår sol. De första exoplaneterna upptäcktes så sent som i mitten av 1990-talet. Innan dess var det oklart om andra stjärnor hade planeter.

En viktig drivkraft för forskningen om exoplaneter är viljan att upptäcka planeter som liknar jorden; som både är lika stora och befinner sig på samma avstånd som jorden från en solliknande stjärna.

– När man tittar ut i rymden är det mesta väldigt olikt jorden. Vi vill veta hur vanligt det är med platser som är hyfsat lika jorden. Eftersom en jordlik planet är den enda plats där vi vet att liv kan uppkomma, har det koppling till frågan om liv på andra ställen.

Men med de teleskop som finns idag går det inte att upptäcka jordlika exoplaneter. Som Wallenberg Academy Fellow arbetar Markus Janson med två inriktningar, som tillsammans kan ändra på det.

”Det här anslaget har en flexibilitet som är väldigt viktig. Jag kan följa nya uppslag som kommer, vilket ger möjlighet att göra större framsteg i forskningen.
Anslaget är också en förutsättning för att jag ska kunna bedriva min forskning som jag gör; att både ha egen tid för forskning och kunna anställa doktorander och postdoktorander.”

Bygger forskningssatellit

Det ena spåret handlar om att utveckla och skjuta upp en forskningssatellit. Den ska kunna upptäcka eventuella jordlika planeter kring de två närmaste, sollika stjärnorna utanför vårt solsystem: Alfa Centauri A och B, som ligger ungefär fyra ljusår från jorden.

– Satelliten blir ungefär lika stor som en tvättmaskin. Vi hoppas att den ska få skjutas upp inom Rymdstyrelsens nationella program för forskningssatelliter.

Forskarna samarbetar med ett företag som bygger själva satelliten, medan de själva utvecklar den nya teknik satelliten ska bära med sig. Tekniken ska kunna mäta indirekta tecken på att en planet finns där – närmare bestämt de små rörelser som uppkommer hos stjärnor när de påverkas av dragningskraften från en planet.

– Det gäller att mäta den rörelsen väldigt noggrant med satelliten. Vi gör simuleringar för att visa att vi kan mäta stjärnans position tillräckligt känsligt för att kunna sluta oss till om det finns en planet där eller inte.

Med den informationen kan sedan de eventuella planeternas massor och omloppsbanor bestämmas.

Bild av nyfödd planet

Forskningens andra spår handlar om att hitta planeter med så kallad direkt avbildning, det vill säga genom att detektera ljus från planeten själv. Utmaningen är då att utveckla metoder som kan urskilja planetens svaga ljus från det mycket starkare ljuset från stjärnan den kretsar runt.

Ljuset från en planet påverkas av molekyler i dess atmosfär. Genom att mäta planetens ljus ger därför direkt avbildning information om atmosfärens sammansättning, vilket i sin tur har koppling till planetens egenskaper. Att jorden har syremolekyler i atmosfären beror till exempel på att det finns liv här som skapar syret.

Idag har några tiotal exoplaneter hittats med direkt avbildning. Markus Janson har varit delaktig i flera av dessa upptäckter, varav den senaste var en planet som fortfarande håller på att bildas.

– Det var en väldigt spännande upptäckt! Tack vare den kan vi nu på allvar börja studera hur det går till när planeter bildas.

Upptäckten gjordes med hjälp av så kallad adaptiv optik, en teknik som Markus Janson har arbetat med under sin första period som Wallenberg Academy Fellow. Då startade han också en storskalig, internationell studie för att med direkt avbildning försöka hitta jätteplaneter som kretsar kring väldigt tunga stjärnor. Studierna genomförs vid de europeiska VLT-teleskopen i öknen i norra Chile.

– Med dagens teleskop kan vi hitta jätteplaneter och lära oss vilka metoder som fungerar bäst för att utvinna de här små ljussignalerna från planeten. När det sedan kommer nya teleskop kan vi använda de metoderna i dem, för att studera mindre, betydligt mer jordlika, planeter.

Jätteteleskop ger nya möjligheter

Ett sådant nytt teleskop som Markus Jansons forskargrupp utvecklar teknik till är det rymdbaserade James Webb-teleskopet som den amerikanska rymdstyrelsen NASA planerar att skjuta upp under 2021.

Ett annat är jätteteleskopet ELT, som just nu byggs nära VLT-teleskopen i Chile. Det kommer att bli världens största jordbaserade klassiska teleskop, med en huvudspegel på närmare 40 meter i diameter. Spegelstorleken gör det möjligt att studera mindre och mer ljussvaga – och därmed mer jordlika – planeter än vad astronomerna kan idag.

När perioden som Wallenberg Academy Fellow är slut hoppas Markus Janson att hans forskargrupp har utvecklat sina metoder så långt att de kan leta efter jordlika planeter med sin forskningssatellit, för att sedan kunna avbilda dem med nya teleskop.

– I idealfallet har vi skickat upp vår satellit då och börjat få data om Alfa Centauri-systemet från den. Och om det finns planeter där, att vi vet hur vi ska avbilda dem. Helt enkelt att vi är i ett läge där vi kan börja forska konkret på jordlika exoplaneter och börja svara på den stora frågan – om liv i universum.

Text Sara Nilsson
Bild Alexis Brandeker, Markus Janson, Mediabruket