Dansende med stjernerne – CHEOPS og TESS rumteleskoper opdager synkroniserede planetariske baner

Over de seneste år er interessen for astronomi steget kraftigt – og med god grund.  Mellem indsatsen fra virksomheder som SpaceX (SPCX ) for at bringe mennesker til Mars og de fantastiske opdagelser fra James Webb Space Telescope (JWST) har der ikke været mangel på imponerende resultater at fejre.  For at nævne et eksempel har astronomer netop annonceret opdagelsen af et sextupel af planeter, der deltager i et synkroniseret kredsløbsmønster og en ‘præcis vals’.  Denne opdagelse, som oprindeligt blev præsenteret som et ‘uløseligt gåde’, blev gjort mulig gennem et fælles arbejde mellem hold ved Universitetet i Bern og Universitetet i Genève.

HD110067-systemet

Sextupellet af planeter findes i et system kaldet ‘HD110067’.  Det, der gør dem så interessante, er en sjælden harmonisk resonans, hvor planeterne følger et synkroniseret kredsløbsmønster.  Denne fascinerende opsætning var i starten et puslespil, da kun kredsløbene for de to indre planeter var klare ud fra de første TESS-data. Men præcise observationer fra CHEOPS afklarede kredsløbene for de resterende planeter og afslørede en unik kæde af resonanser i på hinanden følgende par (3:2, 3:2, 3:2, 4:3, 4:3).

En resonanskæde udtrykkes som et forhold baseret på rotationer omkring en stjerne over en fastlagt tidsperiode.  Tælleren refererer til antallet af rotationer udført af den indre planet, mens nævneren refererer til dem udført af den ydre planet i parret.  Det væsentlige ved denne fund er omfanget af synkronisering.

“Blandt de over 5000 exoplaneter, der er opdaget i kredsløb omkring andre stjerner end vores Sol, er resonanser ikke sjældne, og systemer med flere planeter er heller ikke det.”

“Det, der er ekstremt sjældent, er at finde systemer, hvor resonanserne spænder over en så lang kæde af seks planeter.” – Dr. Hugh Osborn, CHEOPS‑studerende ved Universitetet i Bern

I bund og grund indikerer de fundne forhold (3:2, 3:2, 3:2, 4:3, 4:3), at hver af de følgende vil ske på præcis samme tid.

• 3 rotationer af planet én = 2 rotationer af planet to
• 3 rotationer af planet to = 2 rotationer af planet tre
• 3 rotationer af planet tre = 2 rotationer af planet fire
• 4 rotationer af planet fire = 3 rotationer af planet fem
• 4 rotationer af planet fem = 3 rotationer af planet seks

Som følge heraf er denne opdagelse nu markeret som et nøglesystem for fremtidige studier, da stjernens lysstyrke bør lette detaljerede undersøgelser af planeterne atmosfærer og sammensætninger, potentielt afslørende om de er gas‑ eller vandrige.  Astronomer har bemærket, at disse fund har betydeligt potentiale for fremtidige udforskninger, især med instrumenter som James Webb Space Telescope, i forståelsen af eksoplanetære systemers natur.

Udnyttelse af transitmetoden med teleskoper

Den førnævnte opdagelse blev primært gjort mulig gennem brugen af det, der kaldes “transitmetoden” – en bredt anvendt teknik til at opdage exoplaneter, som er planeter uden for vores solsystem.  Metoden indebærer at overvåge stjerners lysstyrke over tid for at opdage periodisk formørkelse, hvilket indikerer, at en planet kan passere foran stjernen og blokere en lille del af dens lys.

*Billede kun til illustrativt formål*

Her er en mere detaljeret forklaring:

Observation af stjernelys: I transitmetoden observerer astronomer lyset udsendt af en stjerne over en længere periode.  Ved hjælp af rumteleskoper som Kepler, TESS eller jordbaserede teleskoper overvåger de kontinuerligt lysstyrken på tusindvis af stjerner.

Transit‑begivenheder: Når en planet kredser om en stjerne, er der en chance for, at den passerer direkte mellem stjernen og observatøren.  Denne begivenhed kaldes en “transit”.  Når dette sker, blokerer planeten en lille del af stjernens lys, hvilket forårsager et lille men mærkbart fald i dens lysstyrke.

Regelmæssige formørkningsmønstre: Hvis en stjernes lys falder med regelmæssige intervaller, tyder det på, at en planet kredser om stjernen og gentagne gange transiterer foran den.  Mængden af lys, som planeten blokerer, kan fortælle astronomer om planetens størrelse.  Større planeter blokerer mere lys, hvilket forårsager et større fald i lysstyrken.

Orbital periode og afstand: Frekvensen af transiten (hvor ofte lyset dæmpes) giver information om planetens orbitalperiode, dvs. hvor lang tid den bruger på at fuldføre én kredsløb omkring sin stjerne.  Dette hjælper igen med at estimere planetens afstand fra sin stjerne.

Orientering specifik: Transitmetoden fungerer kun, hvis planetens kredsløb er kant‑on fra vores synsvinkel.  Hvis kredsløbet er vinklet, så planeten aldrig passerer foran stjernen set fra os, vil transitmetoden ikke kunne opdage den.

Fordel i størrelse‑ og atmosfærestudier: Transitmetoden er særligt effektiv til at bestemme planetens størrelse.  Derudover kan den, når den kombineres med spektroskopi, give information om sammensætningen af en planets atmosfære.

Opfølgende observationer: Efter at en potentiel exoplanet er blevet opdaget gennem transitmetoden, udføres ofte yderligere observationer og analyser for at bekræfte dens eksistens og studere dens egenskaber mere detaljeret.

Indtil videre har transitmetoden været yderst succesfuld i jagten på exoplaneter og har bidraget til opdagelsen af tusindvis af exoplaneter siden begyndelsen af 2000‑erne.  Den er især effektiv til at finde planeter, der er tæt på deres stjerner, såsom dem i den beboelige zone, hvor betingelserne kan være rette for flydende vand – en nøgleingrediens for liv, som vi kender det.

Rumteleskoper

Selvom det er James Webb Space Telescope, der har fanget offentlighedens opmærksomhed siden lanceringen, er det på ingen måde den eneste enhed, som astronomer bruger i dag.  Faktisk blev opdagelsen af disse synkroniserede planeter gjort af følgende.

CHEOPS (Characterizing Exoplanet Satellite):

Lancere i 2019, drives CHEOPS af European Space Agency (ESA) med bidrag fra flere europæiske lande.  Den er designet til at observere kendte exoplaneter, der kredser om lyse stjerner.  Dens primære mål er at måle størrelsen på disse planeter med høj præcision.  Ved at bestemme planeternes størrelser og kombinere denne information med eksisterende data om planeternes masse, kan forskere beregne deres densitet og dermed udlede deres sammensætning.

*Billede kun til illustrativt formål*

Mere specifikt fokuserer CHEOPS på exoplaneter fra jordstørrelse til Neptunstørrelse.  Den har til formål at levere mere detaljeret information om disse verdener, som mange af dem blev opdaget af andre missioner som Kepler‑teleskopet.  Dette gøres gennem den førnævnte ‘transitmetode’, hvor den måler faldet i stjernelyset, når en planet passerer foran sin værtsstjerne.

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):

Lancere i 2018, drives TESS af den amerikanske National Aeronautics and Space Administration – bedre kendt som NASA.  Mens CHEOPS er beregnet til at observere kendte exoplaneter, har TESS som hovedmål at opdage dem ved at overvåge de lyseste stjerner på himlen.  Den fokuserer især på at finde jord‑ og super‑jord‑størrelse planeter.

For at nå sit mål, scanner TESS hele himlen, opdelt i adskillige sektorer, hvor hver sektor observeres i omkring en måned.  Denne omfattende survey‑tilgang har gjort det muligt for TESS at opdage tusindvis af nye exoplaneter.  Ligesom CHEOPS bruger TESS også transitmetoden til at opdage exoplaneter.  Dens all‑sky‑survey‑tilgang hjælper med at identificere planeter omkring en bred vifte af stjernetyper, herunder dem der er nærmest og lysest, og derfor lettere at følge op på.

Begge teleskoper er betydningsfulde bidragydere til feltet for exoplanetforskning.  Mens CHEOPS er mere fokuseret på at studere kendte exoplaneter i større detaljer, er TESS designet til at finde nye exoplaneter og udvide den hastigt voksende katalog af disse fjerne verdener.  Deres fund hjælper os ikke kun med at forstå exoplaneternes egenskaber, men bidrager også til den bredere søgen efter potentielt beboelige verdener uden for vores solsystem.

Industrispillere

Mennesker er af natur udforskere.  Over tid har vi konstant søgt efter, og tilpasset os til at leve i næsten alle ekstreme miljøer på jorden.  Ser vi fremad, hvis mennesker skal fortsætte med at tilfredsstille et iboende ønske om at udvide vores horisonter, vil fremskridt inden for videnskab og luftfartssektoren være afgørende.  Med dette i tankerne er følgende nogle af de mange virksomheder, der arbejder mod en sådan fremtid.

*Talene nedenfor var korrekte på tidspunktet for skrivning og kan ændre sig.  Potentielle investorer bør verificere tallene*

Børsnoterede

1. Northrop Grumman Corporation

NOC Prisdiagram

Northrop Grumman Corporation (NOC ), en førende global sikkerhedsfirma, spiller en central rolle i fremme af rumrejser og udforskning.  Kendt for sin innovation inden for luftfartsteknologi, har Northrop Grumman været afgørende i flere højprofilerede rummissioner.  Et vigtigt højdepunkt i deres rumindsats er den betydelige bidrag til James Webb Space Telescope, hvilket demonstrerer ekspertise i udvikling af komplekse rummystemer.

Virksomhedens engagement i rummet omfatter fremstilling af satellitter, bidrag til den Internationale Rumstation og udvikling af opsendelsesfartøjer.  Med stærkt fokus på næste‑generations teknologier og en robust portefølje inden for forsvar og luftfart, fortsætter Northrop Grumman med at forme fremtiden for rumrejser og er en attraktiv mulighed for investorer, der ser mod de udvidende grænser inden for luftfart og forsvar.

2. Lockheed Martin Corporation

LMT Prisdiagram

Lockheed Martin Corporation (LMT ) står som en gigant inden for luftfart og forsvar og bidrager væsentligt til rummetforskning.  Som en stor entreprenør for NASA spænder Lockheed Martins ekspertise over design og konstruktion af avancerede rumfartøjer og satellitter.  Især har de spillet en central rolle i projekter som Orion Multi‑Purpose Crew Vehicle, der har til formål at muliggøre menneskelig udforskning af dyb rummet.  Virksomhedens involvering i satellitteknologi, rumsonder og deltagelse i Mars‑ekspeditioner, herunder Mars‑roverne, understreger deres afgørende rolle i at fremme vores forståelse af rummet.

Lockheed Martins fortsatte investering i rumteknologi, herunder initiativer inden for missilforsvar og rumforskning, gør dem til et overbevisende valg for investorer, der er interesseret i den voksende rumindustri.  Denne fremadskuende tilgang stemmer overens med den globale bevægelse mod nye grænser i rummet, hvilket gør Lockheed Martin til en nøglespiller både inden for nationalt forsvar og fremtidig rumforskning.

3. Boeing Company

BA Prisdiagram

Boeing har en lang historie inden for luftfart og er en vigtig bidragyder til adskillige rummissioner og -initiativer.  Virksomheden har deltaget i projekter fra satellitproduktion til udvikling af rumfartøjer.  Især er Boeing en stor partner i den Internationale Rumstation (ISS) og har udviklet CST‑100 Starliner‑rumfartøjet, designet til at transportere besætning til ISS og andre mulige destinationer i lav jordbane.

Boeings engagement i rumforskning udgør en væsentlig del af deres omfattende portefølje inden for luftfart og forsvar, hvilket gør dem til en fremtrædende aktør i branchen.

Privat ejet

SpaceX

SpaceX, ledet af den visionære entreprenør Elon Musk, står i spidsen for den private rumfartsindustri.  Selvom virksomheden ikke er børsnoteret, har SpaceX tiltrukket betydelig opmærksomhed fra investorer og rumfællesskabet for sine banebrydende resultater.

Virksomheden har revolutioneret rumrejser med sin genanvendelige raketteknologi, hvilket markant har reduceret omkostningerne ved adgang til rummet.  Dens Falcon‑raketter og Dragon‑rumfartøj er blevet centrale for både fragt‑ og besætningsmissioner til den Internationale Rumstation.  Derudover har SpaceX’s ambitiøse Starlink‑projekt til formål at levere global internetdækning via en konstellation af satellitter, hvilket viser deres innovative tilgang til rumbaserede tjenester.  Virksomheden leder også an i bestræbelserne på at kolonisere Mars med udviklingen af Starship‑rumfartøjet.

SpaceX’s fortsatte fremskridt og disruptive tilgang i rumsektoren gør dem til en virksomhed af stor interesse for potentielle fremtidige investorer og en nøglespiller i formningen af fremtidens rumforskning og -rejser.

Blue Origin

Afsluttende tanker

Selvom opdagelser som den, der diskuteres her, kan synes fjernt fra hverdagen, øger hver enkelt vores forståelse af universet.  Denne forståelse anvendes derefter på igangværende bestræbelser fra virksomheder som dem, der er fremhævet – hvad enten det er en mission til Mars eller minedrift af asteroider for værdifulde metaller.