Sara Seager
Foto: Erlend Lånke Solbu / NRK

Planetjegeren

– Jeg er sikker på at vi vil finne en jordlignende, beboelig planet der ute, sier Sara Seager. Hun leter etter planeter i andre solsystem.

Kari Hansen

I dag er det ikke mange som stiller spørsmål ved den anerkjente professorens jakt etter fremmede planeter, men på midten av nittitallet var tonen en annen. Da Sara Seager begynte på sine studier av eksoplaneter på Harvard, møtte hun stor skepsis.

SPACE-PLANETS/

Sara Seager er professor ved MIT, Massachusetts Institute of Technology. NASA omtaler henne som astronomenes Indiana Jones på leting etter jordlignende planeter.

Foto: MIKE THEILER / Reuters

Eksoplaneter er planter som kretser rundt andre stjerner enn vår egen sol.

– Jeg fikk høre at dette sannsynligvis ikke er virkelige planeter. De spurte meg om hvorfor jeg i det hele tatt gadd å bruke tid på det, for om de var virkelige planeter, ville det være umulig å studere atmosfæren deres, forteller Seager på telefon fra Cambridge i USA.

Seager er i dag professor ved MIT, Massachusetts Institute of Technology. Denne uka reiser hun til Trondheim der hun er en av hovedtalerne under Starmusfestivalen.

En drøm

Tidlig på nittitallet studerer Seager teoretisk fysikk og matematikk ved Universitetet i Toronto i Canada. Hun får sommerjobb som praktikant ved et observatorium og får mulighet til å studere stjernehimmelen med avansert utstyr. Hun blir dypt fascinert og bestemmer seg for å ta opp igjen en interesse som alltid har vært der.

– Jeg har alltid vært opptatt av astronomi, sier Seager.

Hennes aller første barndomsminne er fra da hun så månens overflate gjennom et teleskop på et observatorium sammen med sin far.

Hun bestemmer seg for å følge barndomsdrømmen. Seager flytter til USA og starter doktorgrad-studier ved Harvard. Det er da de første observasjonene kommer.

51 Pegasi b

En kunstnerisk fremstilling av eksoplaneten 51 Pegasi b, den første eksoplaneten som ble oppdaget 1995.

Foto: ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger

En planet i et annet solsystem. I desember 1995 forteller astronomene Michel Mayor and Didier Queloz at de har observert en planet ved stjernen 51 Pegasi b i pegasus-konstellasjonen. Det er en stor gassgigant, ikke så ulik vår egen Jupiter.

– Da hoppet jeg bare i det, og bestemte meg for å skrive doktorgrad om eksoplaneter.

Hun er på rett sted til rett tid og blir den første til å ta doktorgrad på eksoplaneter. Hun blir en av pionerene når vi skal studere atmosfæren på de nye planetene.

Bare ett solsystem

Da de første observasjonene kommer er det stor skepsis i fagmiljøene, for de kan ikke tro på observasjonene som er gjort. Dersom observasjonene stemmer, tyder det på en verden svært ulik det vi kjenner fra før.

Kepler-16b

På Kepler-16b kan du oppleve to solnedganger, rett og slett fordi solsystemet har to stjerner ifølge NASAs «reisebyrå-reklame»

Foto: NASA

Seager tror noe av motstanden skyldes at de den gang bare har vårt eget solsystem å sammenligne observasjonene med. I vårt solsystem ligger for eksempel de små planetene nærmest sola og de store planetene langt unna. Da blir det normalen.

– Dette er ett utrolig eksempel på at vitenskapsfolk har studert noe og utarbeidet teorier over flere hundre år, og tror de kan alt om dette basert på å studere bare ett system, sier Seager.

Da eksoplaneter først blir oppdaget, viser det seg at solsystemene overhodet ikke ligner på våre. Hun opplever at mange rett og slett ikke kan takle så nye oppdagelser.

Giganten Jupiter er der lille Merkur burde være. Noen planeter har år som varer i en dag fordi de suser rundt sin egen stjerne i en så enorm hastighet. Andre solsystem har to stjerner som planetene kretser rundt.

– Folk ble så sjokkerte at de ville lete etter andre forklaringer på det de så, tror professoren.

Hun tenker allikevel at det er bra, for vitenskapsfolk skal være skeptiske når nye funn skiller seg så kraftig fra etablerte teorier.

Kepler-186f

Kepler-186f kretser rundt ei stjerne med et helt annet spekter enn vår sol. Kan det hende at vegetasjonen er rød?

Foto: NASA

Det er uansett ikke lett som doktorgradsstipendiat å fortsette arbeidet, men hun jobber hardt med teoriene sine. Det skal føre til viktige oppdagelser.

Vår egen atmosfære

Hun forteller at det, ironisk nok, også er for lite kunnskap om vår egen jord som gir grobunn for noe av skepsisen til teoriene og ligningene hun jobber med.

– Folk flest kjenner ikke til ligningen som beskriver hvordan vår egen atmosfære fungerer. Og dette lærer heller vanligvis ikke teoretiske fysikere, forteller Seager.

Det er svært kompliserte ligninger som beskriver hvordan jordas atmosfære opprettholdes og holder på energien og varmen. Da hun bruker disse ligningene til å forsøke å studere andre atmosfærer i planeter så langt unna, er det flere som mener arbeidet ikke vil føre fram.

– Flere trodde ikke at disse ligningene og resultatene av dem ga mening i det hele tatt, sier Seager.

Forskere over hele verden arbeider med teorier og forsøker å observere planetene på ulike måter på denne tiden. To viktige bevis får flere til å endre synet på eksoplanetene.

Bevis 1: En passering foran stjernen

Tenk deg en planet som kretser rundt stjernen sin. Når planeten passerer foran, vil lyset gå svakt ned.

Når dette skjer, når de klarer å se at denne nedgangen i lysstyrken gjelder det å se om det stemmer med beregningene. Og det stemmer. Fallet i lysstyrken samsvarer med banen forskerne har beregnet at planeten skulle gå i. Det blir bevist at planeten er der.

– De som ikke trodde på det fra før, måtte tro det nå, for planeten hadde riktig vekt og riktig fart. Det var en visuell bekreftelse av funnet.

Bevis 2: En atmosfære

Det andre beviset, som Seager selv var med på skaffe, er basert på hennes ligninger og er den aller første beskrivelsen av en atmosfære på en eksoplanet. Hennes team ber dem lete etter natriumgass med Hubble. Hennes beregninger tyder på at dette kan være en gass som det er svært sannsynlig å finne i atmosfære.

– Det høres kanskje litt rart ut, men natrium kan opptre som en gass som tar til seg mye energi, omtrent som karbondioksid og metan gjør i vår jord- atmosfære. Natrium fungerer som drivhusgass på vår store gassplanet Jupiter.

Hubble-teleskopet klarer etter hvert å finne natriumgass i atmosfæren til den samme planeten. Da blir det bevist at beregningene hennes stemmer.

Letingen etter eksoplaneter intensiveres og de får større tilgang til dyre teleskop. Kepler-teleskopet blir skutt opp og satt inn i jakten etter eksoplaneter i 2009.

Kepler - 186f

En kunstnerisk tolkning av Kepler- 186f. Dette var den første planeten som blir registrert i en bekreftet beboelig sone.

Foto: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

Da finner de etter hvert mange planeter, til slutt så mange at nye funn ikke får en notis i avisa, knapt nok en tweet. I dag har vi registrert over 3500 planeter i fremmede solsystem.

Planetene endrer vårt syn på solsystemet

På midten av nittitallet er Sven Wedemeyer, i dag forsker ved institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo, også student.

– Grunnen til at jeg ville studere astronomi var faktisk fascinasjonen for eksoplaneter, forteller Wedemeyer til NRK.

De nye oppdagelsene er inspirerende og han starter studier i astrofysikk ved Universitetet i Kiel. I dag leder han teamet som forsker på hvordan røde dvergstjerner påvirker sine planeter ved UiO.

Han kan forstå skepsisen Seager og andre møtte da feltet var nytt.

– Husk at på nittitallet visste vi veldig lite om andre solsystem, og utstyret var ikke like bra som i dag. Jeg kan tenke meg at det var mange som mente at det der var bortkastet bruk av svært dyre instrumenter.

Han mener at oppdagelsen av de andre solsystemene gir oss mer og helt ny kunnskap om hvordan ulike solsystem dannes og endrer seg. Også vårt eget system har vi nå forstått mer av.

Nå har "alle" troen

I dag har eksoplaneter blitt et enormt fagfelt, og professor Seager møter fortsatt på de gamle kollegaene som ikke hadde troen på henne.

– Når jeg møter på disse som var skeptiske til meg, og sa at dette aldri ville gå, vet du hva de sier?

– Nei.

– Du vil ikke tro det, men de sier at de alltid har visst at dette kom til å bli et enormt felt.

– Så hva gjør du da?

– Nei, som oftest beklager jeg og forlater rommet, for ja … hva skal man si til sånt?

Ser etter vår tvilling

Nå ser flere romfartsorganisasjoner etter vår tvillingplanet, en jord som vår, for der kan det vel hende vi finner noen andre. Noen som oss? Eller et annet liv?

– Vi må være forberedt på at vi kommer til å finne flere døde planeter, den ene etter den andre, sier astronom Eirik Newth til NRK.

Han påpeker at det kan være langt mer tilfeldig enn vi tror at avansert liv kunne dannes på jorda.

– I løpet av all den tida jorda har eksistert, har det kun vært avansert liv en svært liten del av tida. Kanskje er det grønt slim vi finner på planetene.

Han sier at Sara Seager bare er en av mange som leter etter planeter og studerer atmosfæren på fremmede planeter nå. Newth var selv ikke overrasket over funnet av eksoplaneter på nittitallet, for han hadde forventet at disse oppdagelsene ville komme.

– NASA bruker Sara Seager for alt hun er verdt fordi hun har en god historie å fortelle. De er avhengige av å fronte slike som henne for å skaffe midler fra kongressen til finansiering av kommende prosjekter.

Gullhårs planet i Trappist-1

Planetene vi ser etter nå må være litt som i eventyret om Gullhår og de tre bjørnene; ikke for stor, ikke for liten, ikke for myk, ikke for hard og i hvert fall ikke for varm eller kald.

I februar 2017 kaller NASA inn til pressekonferanse. De forteller at de har funnet tre akkurat passe, altså muligens beboelige planeter i Trappist-1-systemet. Planetene kretser rundt en kald dvergstjerne.

– Hadde den vært noe kaldere enn det den er, hadde den ikke engang kvalifisert til å kalles ei stjerne, forklarer Seager.

TRAPPIST-1 Planet Lineup

Da Trappist-1-systemet blir oppdaget, annonserer NASA at dette nå er vår beste mulighet til å finne liv utenfor vårt solsystem.

Foto: NASA/JPL-Caltech

Derfor må de tre jordlignende kandidatene ligge svært tett på stjerna si for at de skal være varme nok.

Det medfører en viss risiko, for slike små stjerner har en lang og voldsom ungdomstid, og også som voksne stjerner er de kjent for å ha mange utbrudd med mye intens stråling.

– De er som våre tenåringer, de brenner av enorme mengder energi og lager masse bråk, sier Seager og ler.

Det gjør at stjerna kan ha ødelagt for muligheten til atmosfære på planetene på grunn av varme og radioaktivitet.

– Uansett er Trappist-1 vårt beste håp selv om vi frykter at det er dårlige forhold.

De er nødt til å lete etter jordlignende planeter blant disse mindre og kaldere stjernene. Vår egen sol er ei medium stor stjerne. Slike stjerner stråler så sterkt at vi ikke klarer å observere planetene som kretser rundt med dagens teknologi.

Surface of TRAPPIST-1f

En kunstnerisk fremstilling av solnedgangen fra Trappist-1f.

Foto: NASA/JPL-Caltech

Stjerneskyggen

Allerede i 2005 starter arbeidet med «Starshade» hos NASA. Det er som navnet tilsier, en stor konstruksjon som skal skygge for stjernene så det blir enklere å studere plantene vi tror kretser rundt stjernene som lyser sterkere.

Starshade Artist's Concept 1

De planlegger å skyte opp Starshade sammen med et teleskop, for så å kjøre det så langt unna at det kan skygge for stjerna i solsystemet de vil studere.

Foto: NASA/JPL-Caltech

Det blir som når du kan ta hånden opp mot solen for å filtrere vekk lyset, så du kan se detaljene som skarpt sollys blender ut.

Seager jobber selv med prosjektet og tror det kan bli et viktig instrument når de fortsetter planetjakten.

– Vi har fortsatt ikke en lanseringsdato for prosjektet, men om vi får på plass finansieringen, tror vi dette kan føre til store oppdagelser, mener Seager.

Hun håper at de om tidligst ti år kan skyte den opp, og at de da kan studere enda flere planeter med potensial for liv. Men mye gjenstår før de kan finne sikre analysemetoder.

Starshade Deployed at JPL

En modell av Starshade er under konstruksjon hos NASA.

Foto: NASA/JPL-Caltech

Flere og bedre teleskoper

– Teleskopene blir bedre, og det gjør at vi kan se så mange flere detaljer nå enn før, forteller Seager. Hun er overbevist om at vi i hennes levetid kan finne vår jordtvilling.

Til neste år vil James Web-teleskopet skytes opp og bli satt i bruk. Det vil være mye sterkere og vil gjøre oss i stand til å studere disse planetene og deres atmosfære.

Ved MIT håper de også å kartlegge stjernehimmelen bedre og finne flere solsystem. Allerede neste år planlegger de å sende opp satellitten TESS- Transiting Eksoplanet Survey Satelite i samarbeid med NASA.

– Da regner vi med å finne kartlegge enda flere planeter, så vi er veldig spente på dette, sier Seager.

Er det liv der ute?

– Jeg håper at det finnes romvesener der ute som ser på oss med teleskop slik som vi gjør, oppdager vår planet og synes det er utrolig spennende at vi har så mye oksygen, og kanskje tar kontakt, sier Seager.

Uten fotosyntese som de grønne plantene og algene har, ville vi ikke hatt oksygen på jorda. Oksygen kan være et sikkert tegn på liv, men vi kan aldri være sikker, for det finnes andre prosesser under andre forhold som også kan produsere gassen uten at liv har oppstått.

– Vi ser uansett etter gasser som ikke hører hjemme der ute, som ikke kan dannes uten organismer. Vi må jobbe hardt og nøye for å finne ut hvilke det er og hvor mye det må være av dem for at det betyr at det er liv der.

Hun og mange flere er sikre på at de kommer til å finne vanndamp på en av planetene de finner i løpet av hennes levetid, men det trenger heller ikke å bety at det er liv der.

– Den kunnskapen vi får når vi finner disse planetene med vann og oksygen, kan gi drivstoff og gnist til fremtidige generasjoners søken etter planeter.

Interstellar

I filmen Interstellar fra 2014 reiser astronomene ut for å finne en planet vi kan flytte til.

Foto: Warner Bros. Pictures/ SF Norge

I filmen Interstellar reiser astronauter igjennom ormehull til potensielle nye jorder, på jakt etter et sted vi jordboere kan flytte til.

– Jeg liker veldig godt Interstellar. Filmen viser noe veldig viktig når det gjelder eksoplaneter, for selv om de ser så fantastiske ut på lang avstand, kan det bli helt annerledes om vi klarer å reise dit. Kanskje er de til og med giftige for oss.

En totalt annerledes livsform

I Arrival kommer det vesener til jorda i merkelige romskip for å fortelle oss noe som kan redde jorda. Disse romvesenene ligner overhodet ikke på livet slik vi kjenner det.

– Arrival var den første filmen der aliens ikke var framstilt som en avart av mennesker, men som noe helt annerledes både i form og kommunikasjonsmåter. Min gjetning er at om vi finner intelligent liv der ute, så kan det være så utrolig annerledes enn oss, langt unna det vi kan forestille oss.

Hun kunne godt ha tenkt seg et slikt besøk, om det virkelig var mulig.

– Det ville ha vært fantastisk, de ville gitt oss så mye kunnskap og det ville ha endret hele vår planet og vårt fokus.

ARRIVAL

I filmen Arrival fra 2016 lander 12 romskip på jorda. Ombord er det romvesen som ser helt annerledes ut en noe annet liv vi kjenner

Foto: Paramount Pictures

Ser mot stjernene

En vanlig arbeidsdag for en astrofysiker er i dag inne på kontoret foran datamaskinen, men nesten hver kveld går hun ut og ser opp mot stjernehimmelen. Om det er klart kan hun se tusenvis av stjerner, og hun drømmer om at det er noen der ute som ser tilbake på oss. Hun er sikker på at det er intelligent liv der ute.

– Biologer hater det når vi sier det, men det er så mange milliarder av stjerner i vår galakse, og det er milliarder av galakser der ute, så det må nesten være liv der ute et eller annet sted.